基于單片機的溫濕度控制器畢業(yè)論文答辯

1、基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計 指導教師：馬寧麗老師指導教師：馬寧麗老師n專業(yè)：電子信息工程技術專業(yè)：電子信息工程技術 n學生：姚慧學生：姚慧n學號：學號：10202102目錄目錄概述概述 1系統(tǒng)總體分析系統(tǒng)總體分析 2硬件系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)選擇 3軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計 4結論結論 5結論結論 5概概 述述1、課題的背景以及立題的目的、課題的背景以及立題的目的 隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量要求顯著提高。對植隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量要求顯著提高。對植被也要求越來越嚴格，如何種植出品種優(yōu)良的植物，一直是人們研究被也要求越來越嚴格，如何種植

2、出品種優(yōu)良的植物，一直是人們研究的話題。而基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)對解決這些問題有著重大的的話題。而基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)對解決這些問題有著重大的意義。意義。 使用使用89C51型單片機設計溫濕度檢測控制系統(tǒng)，可以及時、精確的型單片機設計溫濕度檢測控制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。完成諸如升溫到特定溫度、降溫到特定溫度、在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控特定溫度、在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應用到溫室大棚當中無疑為植物的生活提制方面也是如此。將此

3、系統(tǒng)應用到溫室大棚當中無疑為植物的生活提供了更加適宜的環(huán)境。供了更加適宜的環(huán)境。 概概 述述2、本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容、本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容人性化的設計。根據(jù)植物的生活需求，把溫濕度值控制在一定的人性化的設計。根據(jù)植物的生活需求，把溫濕度值控制在一定的范圍內(nèi)。能夠?qū)崟r、準確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度范圍內(nèi)。能夠?qū)崟r、準確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度及濕度值，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警及濕度值，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能以及提示音等）進行報警，并采取相應裝置（包括警報燈的提示功能以及提示音等）進行報警，并采

4、取相應的控制方案。的控制方案。 溫度檢測控制：對溫室溫度進行測量，并通過升溫或降溫達到最佳溫度檢測控制：對溫室溫度進行測量，并通過升溫或降溫達到最佳溫度。溫度。濕度檢測控制：對溫室濕度進行測量，并通過噴霧或去濕達到最佳濕濕度檢測控制：對溫室濕度進行測量，并通過噴霧或去濕達到最佳濕度。度。控制處理：當溫度、濕度越限時聲光報警，根據(jù)報警信號提示采取一控制處理：當溫度、濕度越限時聲光報警，根據(jù)報警信號提示采取一定手段自動控制。定手段自動控制。系統(tǒng)的總體設計系統(tǒng)的總體設計1、系統(tǒng)的功能設計和技術指標、系統(tǒng)的功能設計和技術指標1） 實現(xiàn)對溫室大棚溫濕度參數(shù)的實時采集，測量空間的溫度和濕度，實現(xiàn)對溫室大棚

5、溫濕度參數(shù)的實時采集，測量空間的溫度和濕度，由單片機對采集的溫濕度值進行循環(huán)檢測、數(shù)據(jù)處理、顯示，實現(xiàn)溫由單片機對采集的溫濕度值進行循環(huán)檢測、數(shù)據(jù)處理、顯示，實現(xiàn)溫濕度的智能檢測。濕度的智能檢測。2）超越數(shù)據(jù)的及時報警，并啟動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室的目的。）超越數(shù)據(jù)的及時報警，并啟動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)溫室的目的。3）現(xiàn)場檢測設備應具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。）現(xiàn)場檢測設備應具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。要求達到的技術指標：要求達到的技術指標： 1）測溫范圍：）測溫范圍： 0。C- 99。C 2）測溫精度：）測溫精度： 0.04（12位）位） 3）測濕范圍：）測濕范圍： 099 %RH

6、 4）測濕精度：）測濕精度： 0.03%RH（12位）位）5）溫度顯示：范圍）溫度顯示：范圍: 099。分辨率：。分辨率：1 6）濕度顯示：范圍：）濕度顯示：范圍： 099%RH。分辨率：。分辨率：1%RH7）電源：）電源：DC:35v 系統(tǒng)的總體設計系統(tǒng)的總體設計 系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成以單片機為控制核心，采用溫濕度測量，控制技術等技術，以溫濕度以單片機為控制核心，采用溫濕度測量，控制技術等技術，以溫濕度傳感器作為測量元件，構成智能溫濕度測量控制系統(tǒng)?？煞譃闇貪穸葌鞲衅髯鳛闇y量元件，構成智能溫濕度測量控制系統(tǒng)?？煞譃闇貪穸葴y量電路，顯示電路，聲光報警電路，溫濕度控制電路測量電路，顯示電路，聲光

7、報警電路，溫濕度控制電路 系統(tǒng)總體分析系統(tǒng)總體分析2、系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)的工作原理 本系統(tǒng)以單片機本系統(tǒng)以單片機AT89C51為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、報警都要通過單片機。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)字溫濕度傳感器報警都要通過單片機。數(shù)據(jù)采集通過數(shù)字溫濕度傳感器AM2301完成；然后通過單片機把采集的數(shù)據(jù)顯示在完成；然后通過單片機把采集的數(shù)據(jù)顯示在1602LCD上；當采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時，有蜂鳴器實時報警，并顯上；當采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時，有蜂鳴器實時報警，并顯示紅燈提示，再進行相應的控制處理。在整個系統(tǒng)中采用了示紅燈提示，再進行相應的控制處理。在整個系統(tǒng)中采用了A

8、M2301單總線技術，采用單片機語言單總線技術，采用單片機語言 溫室溫濕度控制系統(tǒng)是以溫室溫濕度控制系統(tǒng)是以89C51單片機作為中央控制裝置，單片機作為中央控制裝置，風扇，加熱設備，加濕設備，排潮設備等。風扇，加熱設備，加濕設備，排潮設備等。 雙色燈，報警模塊：負責系統(tǒng)的報警功能。如果當前的溫度雙色燈，報警模塊：負責系統(tǒng)的報警功能。如果當前的溫度超過用戶設定的界限值時系統(tǒng)將自動警，雙色燈在單片機的控超過用戶設定的界限值時系統(tǒng)將自動警，雙色燈在單片機的控制下有規(guī)律的切換，同時報警模塊發(fā)出報警聲，通知用戶采取制下有規(guī)律的切換，同時報警模塊發(fā)出報警聲，通知用戶采取相應的措施。相應的措施。系統(tǒng)的總體分

9、析系統(tǒng)的總體分析3、系統(tǒng)的工作原理流程圖、系統(tǒng)的工作原理流程圖硬件系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)選擇1、單片機的選擇、單片機的選擇 根據(jù)總體功能和性價比及其運行速度等因素的考慮，選用根據(jù)總體功能和性價比及其運行速度等因素的考慮，選用MCS-51系列的系列的AT89C51為主機，滿足上面的要求而且設計方便，不需要再存儲擴展。最為主機，滿足上面的要求而且設計方便，不需要再存儲擴展。最重要的是重要的是AT89C51單片機易于學習、掌握。使用單片機易于學習、掌握。使用AT89C51型單片機設計溫型單片機設計溫濕度檢測控制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化。濕度檢測控制系統(tǒng)，可以及時、精確的反映室內(nèi)的

10、溫度以及濕度的變化。 硬件系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)選擇2、傳感器的選擇、傳感器的選擇 AM2301數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高器。它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達達20米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選擇米以上，使其成為各類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選擇 硬件

11、系統(tǒng)選擇硬件系統(tǒng)選擇3、液晶顯示裝置的設計選擇、液晶顯示裝置的設計選擇 1602液晶也叫液晶也叫1602字符型液晶字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊點陣型液晶模塊 。他可以顯示兩行數(shù)字，但不能顯示圖形。他可以顯示兩行數(shù)字，但不能顯示圖形。 1602引腳圖軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計 1、本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設計包括：系統(tǒng)初始化模塊，溫濕度檢測、本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設計包括：系統(tǒng)初始化模塊，溫濕度檢測模塊，模塊，1602LCD顯示模塊，報警模塊，溫濕度判斷控制模塊。顯示模塊，報警模塊，溫濕度判斷控制模塊。2、系統(tǒng)軟件總體流程圖、系統(tǒng)軟件總體

12、流程圖 軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計 1初始化模塊初始化模塊 系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，系統(tǒng)初始化模塊的主要功能是完成系統(tǒng)的初始化以及設定系統(tǒng)的工作狀態(tài)，初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：單片機初始化、初始化部分包括以下方面的內(nèi)容：單片機初始化、1602液晶初始化及工作液晶初始化及工作方式、確保系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。方式、確保系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。 2溫濕度檢測模塊溫濕度檢測模塊 它負責完成溫度和濕度的測量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，數(shù)字式溫它負責完成溫度和濕度的測量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，數(shù)字式溫濕度傳感器濕度傳感器AM2301直接把檢測到的模擬量轉(zhuǎn)化

13、為數(shù)字量送給單片機，在直接把檢測到的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量送給單片機，在經(jīng)過單片機的處理，把溫濕度值顯示在經(jīng)過單片機的處理，把溫濕度值顯示在1602液晶上。液晶上。 3 溫濕度判斷控制模塊溫濕度判斷控制模塊 它對當前溫室內(nèi)的實際溫濕度與給定的溫濕度范圍進行比較，先進行判斷，它對當前溫室內(nèi)的實際溫濕度與給定的溫濕度范圍進行比較，先進行判斷，然后再進行控制然后再進行控制 。控制模塊是決定系統(tǒng)將要進行什么工作的。如溫度高于?？刂颇K是決定系統(tǒng)將要進行什么工作的。如溫度高于上限時需要降溫，低于下限時需要升溫。濕度也是如此。同時還要啟動警上限時需要降溫，低于下限時需要升溫。濕度也是如此。同時還要啟動警報等等

14、。報等等。 軟件系統(tǒng)設計軟件系統(tǒng)設計4 1602液晶顯示模塊液晶顯示模塊 本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)采用1602液晶顯示溫濕度值，當系統(tǒng)剛開始上電時液晶顯示溫濕度值，當系統(tǒng)剛開始上電時1602液晶不顯示液晶不顯示任何數(shù)據(jù)，等待任何數(shù)據(jù)，等待AM2301的監(jiān)測數(shù)據(jù)，雙行顯示在的監(jiān)測數(shù)據(jù)，雙行顯示在1602液晶上。第一行顯液晶上。第一行顯示：溫度示：溫度:-。C，第二行顯示：濕度，第二行顯示：濕度: -%5報警模塊報警模塊 報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。報警模塊具備兩項功能，即為報警燈和聲音報警。 報警燈模塊轉(zhuǎn)換規(guī)律為報警燈模塊轉(zhuǎn)換規(guī)律為：系統(tǒng)溫濕度值在給定的范圍時，綠色：系統(tǒng)溫濕度值在給定的

15、范圍時，綠色LED亮。亮。否則紅色否則紅色LED亮。亮。 在在LED燈轉(zhuǎn)換的同時，聲音報警也會同時啟動：燈轉(zhuǎn)換的同時，聲音報警也會同時啟動： 如果當前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當前溫濕度過低，如果當前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當前溫濕度過低，系統(tǒng)自動啟動紅色警報燈，同時開始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時系統(tǒng)自動啟動紅色警報燈，同時開始加溫増濕，直至加到所需溫濕度值時警報燈熄滅。反之，如果當前溫濕度高于用戶設定的上限溫濕度值，則說警報燈熄滅。反之，如果當前溫濕度高于用戶設定的上限溫濕度值，則說明當前溫濕度過高，系統(tǒng)也會自動啟動警報燈，同時開始降溫減濕，直至明當前溫濕

16、度過高，系統(tǒng)也會自動啟動警報燈，同時開始降溫減濕，直至降到所需溫濕度值時警報燈熄滅。降到所需溫濕度值時警報燈熄滅。 結結 論論系統(tǒng)以系統(tǒng)以AT89C51單片機設計了一個溫室的溫濕度自動控制系統(tǒng)，對實時溫濕度進單片機設計了一個溫室的溫濕度自動控制系統(tǒng)，對實時溫濕度進行采樣顯示，并通過判斷其是否越限對其采取相應的措施使其降到或升到合適的范行采樣顯示，并通過判斷其是否越限對其采取相應的措施使其降到或升到合適的范圍。圍。整個系統(tǒng)由單片機、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器、溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)整個系統(tǒng)由單片機、溫濕度傳感器、顯示模塊、報警器、溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)5部分組部分組成。用戶預先確定溫濕度上下限值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器把成。用戶預先確定溫濕度上下限值到程序中，該值作為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器把監(jiān)測到的值傳輸給單片機，當單片機比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設定閾值時，驅(qū)動蜂監(jiān)測到的值傳輸給單片機，當單片機比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設定閾值時，驅(qū)動蜂鳴器報警，并為溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供控制信號