基于STC單片機的智能溫濕度控制系統(tǒng)的設計的開題報告

20屆畢業(yè)設計（論文）開題報告二級學院：班級：學生：學號：指導教師：職稱：課題名稱基于STC單片機的智能溫濕度控制系統(tǒng)的設計課題類型畢業(yè)設計畢業(yè)論文起止時間開題報告（畢業(yè)設計：含課題來源及現(xiàn)狀、設計要求、工作內(nèi)容、設計方案、技術路線、預期目標、時間安排及參考文獻等。字數(shù)為3000以上。）（畢業(yè)論文：含課題來源、研究價值，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究內(nèi)容，研究方法，研究思路，論文提綱，預期目標，時間安排及參考文獻等。字數(shù)為3000以上。）課題來源及現(xiàn)狀課題來源：溫度和濕度都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要被控的參數(shù)，在具體的控制過程中，兩者已經(jīng)不再是相互獨立的參數(shù)，而是相互關聯(lián)的，需要在系統(tǒng)集成中綜合考慮的量。利用單片機對溫度、濕度進行控制，已經(jīng)是系統(tǒng)集成化的需要。事實證明，借助單片機控制濕度和溫度，具有控溫、控釋精度高、功能強大、價格低廉、體積縮小、簡單靈活等優(yōu)勢。環(huán)境的監(jiān)測與控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)有著廣泛的應用。由于應用的場合不同監(jiān)測對象的不同，其系統(tǒng)設計也是千差萬別。在實際生活中此類系統(tǒng)有著廣泛的應用，室溫環(huán)境檢測系統(tǒng)中溫度和濕度是兩個重要的顯示和分析指標，必須定期抽樣檢查室溫環(huán)境溫度和濕度，以便采取相應的措施。要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設施就需要從單片機技術入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設計是以單片機為核心，配合溫度傳感器和濕度傳感器，以及相關的外圍電路組成的檢測系統(tǒng)，可以接收所測環(huán)境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過顯示的數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度情況。相比較常見的溫濕度測量器，本系統(tǒng)包括系統(tǒng)硬件和軟件設計,可靠性高，結構簡單，實現(xiàn)了對溫濕度的自動調(diào)節(jié)。在測量范圍和精準度等方面都有了一定改良。溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度濕度的檢測與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境越來越關注。而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度濕度的檢測及控制就非常有必要了。隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設備越來越多，各行各業(yè)對溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測模式是以人為基礎，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護缺乏完整的管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費，管理不及時的問題，這是由于它的智能化設計所決定的。故本次設計對于類似項目還具有普遍意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：目前國內(nèi)外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、應用范圍也較廣泛加之單片機和大規(guī)模集成電路技術的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。基于單機片的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)的設計研究較少。隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人們對自己的生活環(huán)境越來越嚴格。（1）溫度傳感器智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)在20世紀90年代中期問世。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術（ATE_）的結晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D轉換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實現(xiàn)測試功能，溫度計也越來越智能化。（2）濕度傳感器濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè)。濕度傳感器主要分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都是在基片上涂覆感濕材料形成感濕膜?？諝庵械乃羝皆诟袧癫牧仙虾?，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領域取得了較大的發(fā)展。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展。國內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量價格都相差較大，用戶如何選擇性能價格比最優(yōu)的理想產(chǎn)品確有一定難度，需要在這方面作深入的了解?，F(xiàn)在國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式濕敏元件較為多見，感濕材料種類主要為高分子聚合物，氯化鋰和金屬氧化物。設計要求（1）以單片機為核心設置整個系統(tǒng)；（2）實現(xiàn)傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C中進行數(shù)據(jù)分析處理，并啟動相應設備調(diào)整溫濕度。設計方案及技術路線大體的系統(tǒng)結構如下圖所示：單片單片機控制單元LED數(shù)碼顯示模塊語音報警模塊溫度傳感器濕度傳感器溫濕度控制系統(tǒng)方框圖如圖所示。該系統(tǒng)可通過按鍵設置工作地點的溫濕度閾值范圍，由溫濕度傳感器實時采集溫濕度參數(shù)，由AD轉換模塊對所采集到的溫濕度模擬電壓信號進行模數(shù)轉換，并將轉換后的數(shù)字量送入單片機進行存儲和處理。在單片機內(nèi)部對數(shù)字量進行分析后，將溫濕度數(shù)值送到LED顯示模塊進行顯示；同時在單片機中，將采集到的數(shù)據(jù)和預先設定的閾值范圍進行比較，如果采集到的溫濕度超過了安全線，則語音報警模塊開始報警。傳感器是溫濕度測控系統(tǒng)中的關鍵部件，它的精度直接影響到整個測控系統(tǒng)的性能。若要準確地進行溫濕度智能控制，選擇合適的傳感器十分重要。全面考慮各種情況，應選擇精度比較高的傳感器用作采集系統(tǒng)的敏感元件。預期目標完成模擬調(diào)試，了解自動控制器設計的一般工作流程與設計方法完成設定指標的自動調(diào)節(jié)；溫度測量范圍-25度~60度。精度為：0.5度；溫度控制范圍：10-40度，精度為：1.5度；濕度控制范圍：40%-80%，精度為：5%；系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間：5分鐘。工作內(nèi)容及時間安排工作內(nèi)容：（1）分析季節(jié)變換對于本地環(huán)境（溫、濕度）變化規(guī)律；了解人類生活最佳環(huán)境狀態(tài)；（2）選取對于人類生活環(huán)境溫、濕度調(diào)節(jié)方案，構建環(huán)境變量（溫、濕度）調(diào)節(jié)模型；（3）選取環(huán)境變量控制方案、分析其特性；（4）設計系統(tǒng)控制器（硬件、軟件）；（5）完成調(diào)試與仿真。時間安排：1～2周查找資料，了解課國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，明確自己的工作目標及成果；3～6周確定基本原理及工作方案，開展初步論證；確定系統(tǒng)的軟件流程圖，并劃分模塊，明確各模塊的功能；7～9周細化各模塊的流程圖，編寫子程序，進行模塊程序的調(diào)試；10～13周進行系統(tǒng)調(diào)試；13～15周對調(diào)試數(shù)據(jù)進行處理，撰寫設計說明書。參考文獻蔡用霞，呂小梁，盧佩基于AT89C51的溫濕度控制系統(tǒng)設計科技信息2010鐘曉偉，宋蟄存基于單片機的實驗室溫濕度控制系統(tǒng)設計林業(yè)機械與木工設備2010郭大川，張鵬基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)廣播電視信息2009卑璐璐，劉玉珍，黃凱無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設計世界科技研究與發(fā)展2009李興山，翟衛(wèi)青基于溫濕度控制系統(tǒng)的研究安徽農(nóng)業(yè)科學2009黃震宇溫濕度控制系統(tǒng)設計糧食與食品工業(yè)2008王寶芹，范長勝，郭艷玲基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設計林業(yè)機械與木工設備2008楊學存，侯媛彬基于MSP430單片機溫濕度控制器的實現(xiàn)煤礦機械2005馬惠鋮實驗室溫濕度控制系統(tǒng)的設計電子測試2013李俊，張曉東基于單片機的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)研究微計算機信息2008王彬，楊磊任振輝一種基于單片機的溫室控制系統(tǒng)的設計農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡信息2010馬明濤，馬明宇大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)設計安徽農(nóng)業(yè)科學2011指導教師