温、湿度环境监测系统设计.ppt

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1、物流运输环境监测物流运输环境监测 温、湿度环境监测系统设计温、湿度环境监测系统设计刘凯悦 孙海涛 魏欣然 课题简介课题简介名称：温、湿度环境监测系统设计分 工：功能实现、编程方面、硬件组合等;搜集资料，系统测试，软件调试等;合 作：文献综述，需求分析内容提要内容提要l1、课题介绍l2、总体方案设计l3、主要器件介绍l4、软件仿真l5、硬件调试一、介绍一、介绍l 以STC89C52单片机为控制器的温湿度监测系统，可用来测量当前环境的实时温度和湿度。l 温湿度是最基本的环境参数，人们的生活与其息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温湿度，在农业生产中也离不开温湿度的测量，因此研究温度和湿度的测量方

2、法和装置具有重要的意义。内容提要内容提要l1、课题介绍l2、总体方案设计l3、系统组成l4、软件仿真l5、硬件调试二、总体方案设计二、总体方案设计l 该系统主要由以下功能块系统构成：中央控制处理器STC89C52组成的主机系统；环境数据采集系统，输出显示与键盘控制系统等。l 主要的系统电路有：电源电路、温度传感器与湿度传感器电路、显示电路，报警电路、键盘输入控制电路等。二、总体方案设计二、总体方案设计-主要单元选择主要单元选择l1、单片机控制模块的选择 l 方案一：采用XC9000系列的FPGA。l 方案二：采用单片机作为控制核心，单片机数学l 运算功能较强 l2、温度湿度检测模块的选择 l

3、方案一：选用DHT11作为温湿度检测模块。l 方案二：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度l 传感器。二、总体方案设计二、总体方案设计-控制系统方框图控制系统方框图l 温度传感器DS18B20湿度传感器HS1101多谐振荡器波形产生电路CPU处理器STC89C51键盘输入控制电路系统电源1602液晶显示电路蜂鸣器报警电路采用温度传感器采用温度传感器DS18B20与电容式湿敏传与电容式湿敏传感器感器HS1101的系统结构框图如图的系统结构框图如图温度传感器的选择温度传感器的选择l方案1:单总线数字式温度传感器DS18B20,无需外部器件,可通过数据线供电,零待机功耗,测温范围-5512

4、5,温度以9-12位数字量读出.l方案2：采用AD590温度传感器，它的测温范围在-55+150之间，而且精度高。M档在测温范围内非线形误差为0.3。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏，使用可靠。它只需直流电源就能工作，而且，无需进行线性校正，所以使用也非常方便，接口也很简单。作为电流输出型传感器的一个特点是，和电压输出型相比，它有很强的抗外界干扰能力，AD590的测量信号可远传百余米,但是还需加入A/D转换，才可连接单片机。l综合比较方案1与方案2，方案1更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。湿度传感器的选择湿度传感器的选择l方案1：采用HOS-20

5、1湿敏传感器。HOS-201湿敏传感器为高湿度开关传感器，它的工作电压为交流1V以下，频率为50HZ1KHZ，测量湿度范围为0100%RH，工作温度范围为050，阻抗在75%RH（25）时为1M。这种传感器原是用于开关的传感器，不能在宽频带范围内检测湿度，因此，主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。l方案2：采用HS1100/HS1101湿度传感器。HS1100/HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。具有完全互换性，高可靠性和长期稳定性，响应时间快速，精度较高。l综合比较方案一，方案二，方案一虽然满足精度及测量湿度范围的要求，但其只限于

6、一定范围内使用时具有良好的线性，其工作电压为交流1V以下，实现叫困难，而且还不能在系统要求的温度条件下工作，因此，我们选择方案二来作为本设计的湿度传感器。内容提要内容提要l1、课题介绍l2、总体方案设计l3、系统组成l4、软件仿真l5、硬件调试三、系统组成三、系统组成l 整个系统硬件由三大部分组成：以DS18B20和HS1101温湿度传感器的温湿度测量传感部分、以STC89C52单片机为主的控制部分、以1602液晶显示器为主的显示部分。三、系统组成三、系统组成-各个功能部分各个功能部分l1、温度测量传感部分：DS18B20温度传感器l2、湿度测量传感部分：HS1101电容式湿度传感器l3、控制

7、部分：STC89C52是整个装置的控制核心 l4、蜂鸣器电路：PNP型晶体管S8550 l5、显示部分：1602液晶显示器l6、电源部分：4节1.5V的电池 内容提要内容提要l1、课题介绍l2、总体方案设计l3、系统组成l4、软件仿真l5、硬件调试四、软件仿真四、软件仿真主程序流程图主程序流程图DS18B20温度子程序流程图温度子程序流程图l初始化：l单片机使用时间隙(time slots)来读写DSl8B20的数据位和写命令字的位。l DS18B20的初始化时序如图4.3所示。总线在t0时刻发送一复位脉冲(最短为480s的低电平信号)接着在t1时刻释放总线并进入接收状态DSl8B20在检测到

8、总线的上升沿之后等待15-60s 接着DS1820在t2时刻发出存在脉冲(低电平持续60-240s).lDS18B20初始化程序相关代码：lvoid Init_DS18B20(void)ll unsigned char x=0;l DQ=1;l delay_18B20(8);l DQ=0;l delay_18B20(80);l DQ=1;l delay_18B20(14);l x=DQ;l delay_18B20(20);l内容提要内容提要l1、课题介绍l2、总体方案设计l3、系统组成l4、软件仿真l5、硬件调试五、硬件调试五、硬件调试l在实际的电路焊接中加了一个蜂鸣器作为报警器，为外电源预留了接头；温度传感器和湿度传感器分别在单片机两侧，以防止相互之间的干扰。总结总结 DS18B20，HS1100集成芯片作为温湿度传感器用于温湿度测量电路，分析了温湿度测量的工作原理及过程，提出了温湿度检测系统设计的整体方案，本文设计的测量系统湿度测量满足课程设计要求。通过设计这次课程设计，在仿真的过程遇到了很多问题，但是都一一解决了，觉得自己成长了许多。让自己对单片机和传感器有个更深得层次的学习。该系统控制功能部分只是通过软件仿真实现，硬件暂未实现。谢谢各位老师各位同学！不足之处，请老师同学批评指正！