仓库温度湿度测系统的设计1.docx
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毕业设计（论文）任务书
题
目
仓库温度湿度监测系统设计
学生姓名
李立龙
学号
200805010219
专业班级
测控0802
设计（论文）内容及基本要求
设计一个单片机仓库温度湿度监测系统。
主要要求：
1.学习掌握单片机的有关知识；
2.查阅相关资料；
3.撰写开题报告；
4.完成仓库温度湿度监测系统电路设计；
5.编写软件并对系统进行计算机仿真；
6.撰写毕业设计论文；
7.翻译1.5万字符的英文资料。
设计（论文）起止时间
2012年
3月
1日至2012年
6月
5日
设计（论文）地点
西安石油大学
指导教师签名
年
月
日
系（教研室）主任签名
年
月
日
学生签名
年
月
日
西安石油大学本科毕业设计（论文）
仓库温度湿度监测系统的设计
摘 要：
本课题设计是一种基于AT89C51单片机和温湿度传感器的温、湿度监测系统。
本系统具有可读性高，稳定性高，反应速度快，测量值准确的特点。
论文叙述了单片机、温度传感器DS18B20、湿度传感器HS1101的原理，介绍了系统的硬件和软件设计。
并利用proteus软件进行电路的原理图及PCB图绘制。
这个系统的功能是：
通过按下不同的功能键来向单片机输入控制信号，控制温湿度的报警线，并在数码显示管上显示出对应的数值。
系统利用Proteus与Keil 软件的联调来实现仿真功能，基本上达到了系统的设计要求。
关键词：
单片机，温度传感器DS18B20，湿度传感器HS1101
Thedesignabouttemperatureandhumiditymeasurementsystemofwarehouse
Abstract:
ThispaperdesignedatemperatureandhumiditymeasurementsystemofwarehousewhichbasedonAT89C51andtemperatureandhumiditymeasurement.Thissystemhasareadable,highstability,reactionspeed,measuredvaluesexactcharacteristic.Thepaperincludestheprincipleofmicrocontroller,temperaturesensorDS18B20,humiditysensorHS1101andsystemofhardwareandsoftwaredesign,procedures,debugthesoftwareandhardwareatthesametime.Intheprocessofdesigning,ProteusisusedtoplotschematicdiagramandPCBdiagram,Implementedfunctionsare:
transmittingcontrolsignalstothemicrocontrollerbypressingdifferentbuttons,controllingthealarmlineoftemperatureandhumiditymeasurement,Throughthepressdifferentfunctionkeystosinglechipmicrocomputercontrolsignalinput,controlofthetemperatureandhumidityalarmline,andinthedigitalbyLCDdisplaytheline1602showedonthecorrespondingnumerical.ProteusandKeilsoftwaresystemusingthealignmenttorealizesimulationfunction,basicallyachievedthedesignofthesystemrequirements.
Keyword：
microcontroller,temperaturesensorDS18B20,humiditysensorHS1101
目录
1绪论 1
1.1选题背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3课题内容简介 2
1.4设计过程及工业要求 2
2仓库温度湿度监测系统的设计方案 3
2.1单片机的发展概述 3
2.2主要器件的论证及选取 4
2.2.1温度传感器的论证及选取 4
2.2.2湿度传感器的论证及选取 5
2.3总体方案设计及系统方框图 5
3仓库温度湿度监测系统的设计原理 7
3.1DS18B20温度传感器简介 7
3.1.1DS18B20温度传感器概述 7
3.1.2DS18B20温度传感器详细说明 8
3.2HS1101电容式湿度传感器简介 16
3.2.1HS1101电容式湿度传感器概述 16
3.2.2HS1101电容式湿度传感器工作原理 17
3.2.3HS1101特性 18
4仓库温度湿度监测系统的系统设计 19
4.1仓库温度湿度监测系统设计的系统组成 19
4.2软件流程图 21
4.3仓库温度湿度监测系统总的程序设计 23
4.3.1读取温度数据子程序的设计 24
4.3.2数据比较程序的设计 24
4.3.3数据设置程序的设计 24
4.4软件仿真 25
5结论 26
参考文献 27
致谢 28
附录A仿真结果图 29
附录B系统总程序 30
附录C系统电路PCB图 40
附录D元器件清单 41
1 绪论
1.1选题背景
防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。
它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。
为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。
但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。
这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。
为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度的监测工作，因为温度的升高，就意味着粮库内的有氧呼吸的加强，就意味着马上就要发生腐烂霉变。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。
测量温湿度的关键是温湿度传感器，温湿度传感器的发展经历了三个发展阶段：
①传统的分立式传感器，②模拟集成传感器，③智能集成传感器。
目前，国际上新型温湿度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。
1.2国内外研究现状
在工农业生产，气象，环保，国防，科研，航天等部门，经常需要对环境温度和湿度进行测量及控制。
准备测量温湿度对于生物制药，食品加工，造纸等行业更是至关重要的。
相比之下，测量湿度比测量温度更复杂，这是因为温度是个独立的被测量，而湿度却受大气压强和温度的影响。
目前，温湿度测量领域的新技术不断涌现，新产品也层出不穷。
主要表现在一下两方面：
（1）温湿度传感器正从分立元件向集成化，智能化，系统化的方向迅速发展，为研发新一代温湿度测控系统创造了有利条件；
（2）在温湿度测量系统中普遍采用线性化处理，自动温度补偿和自动校准湿度等新技术。
在当代，随着电子技术，计算机技术的飞速发展，对现场温度的测量也由过去的刻度温度计，指针温度计想数字显示的智能温度计发展。
而且，对测量的精度要求也越来越高。
经调研知，在实际生活中的温差测控问题一直没能得到很好的解决。
该课题的研究能实现温度的监测和控制，推广应用到日常生活中及其相关的领域。
因此，研发高精度的温湿度监测系统具有很好的应用前景。
17
1.3课题内容简介
本文介绍智能集成温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1101的结构特征；以
AT89C51单片机为控制器，以1602型LCD为显示器的温湿度测量装置；单片机对温、湿度传感器的控制程序，温、湿度的读取，16进制到BCD码转换以及LCD显示程序。
使用DS1820的测温系统电路简单，测温精度高，连接方便，占用处理器
I/O端口少。
使用HS1101的湿度传感器价格低廉，精度高，软件资源丰富。
但是较小的硬件开销意味着相对复杂的软件补偿，传感器与处理器间采用串行的数据通信，因此在进行软件设计时设计汇编程序时I/O的时序就显得较为复杂。
1.4设计过程及工业要求
根据实际的需求，我们提出了测温组件的基本功能，需要说明的是，在这里你看不到传统的温度显示功能，因为实际上工作人员根本不可能到现场去记录温度的显示。
同时增加了组件的测温点免维护自由增减功能，以适应系统的规模的自由裁剪。
（1）基本功能；
①检测温度、湿度；
②显示温度、湿度；
③过限报警。
（2）主要技术参数
①温度检测范围：
-30℃～+150℃；
②测量精度：
0.5℃；
③湿度检测范围：
0%～100%RH；
④检测精度：
1%RH；
⑤显示方式：
1602液晶模块显示。
⑥报警方式：
LED指示灯发光报警。
2仓库温度湿度监测系统的设计方案
当将单片机用作测控系统时，系统总要有被测信号懂得输入通道，由计算机拾取必要的输入信息。
对于测量系统而言，如何准确获得被测信号是其核心任务；而对测控系统来讲，对被控对象状态的测试和对控制条件的监察也是不可缺少的环节。
传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。
工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。
2.1单片机的发展概述
近年来，计算机技术迅猛发展，使得计算机在工业，农业，国防科研及日常生活的各个领域显示了日益旺盛的生命力，它已成为各国工业发展水平的主要标志之一，是发展新技术，改造老技术的强有力的武器，计算机使人类面临着一个新的赞赏技术和工业革命，它的作用远远超过了因蒸汽机和电的出现而产生的工业革命。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，单片机的发展正朝着CMOS化，低功耗，小体积，大容量，高性能，低价格和外围电路的内装化等几个方面发展。
近几年，由于CMOS技术的进步，大大地促进了单片机的CMOS化，此种芯片除
了低功耗外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态，并且单片机一般采用精简指令集结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度，提升信息处理功能，中断和定时控制功能，在一般上还具有串行扩展技术，随着低价位
OTP及各种类型片内程序存储器的发展，加之外围接口不断进入片内，特别是
IIC，API等串行总线的引入，可以使单片机的引脚设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。
这就引导我们利用单片机来实现对数显可调稳压电源的控制。
随着电子技术的迅速发展，计算机已深入渗透到我们
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