基于单片机的仓库多点温湿度检测.docx

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1、摘要防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的主要内容，其中湿度和温度是衡量仓库管理质量的重要指标，它直接影响到储藏物资的寿命和工作可靠性。系统由单片机控制模块、传感器检测模块、AD转换模块、存储器模块、键盘输入模块、输出显示模块共六个单元构成，可以实现仓库多点温湿度检测实时显示、测试值自动存储、存储数据回放显示功能。系统选用AT89C52单片机为控制器,模拟温度传感器LM35、湿度传感器ST-19-06采集仓库温度和湿度，传感器采集的模拟电压信号通过8位模数转换器ADCO809进行转换后，送给单片机处理显示。系统设置了5个功能按键，实现存储、回放等操作，测试值通过1602液晶显示器显示。整个系统

2、结构简单紧凑、功能明确，通过系统仿真检测，可以实现多点温、湿度检测的目的。关键词：AT89C52单片机温度湿度检测AbstractMoistureproof,mouldproof,anti-corrosion,explosion-proofisthemaincontentofthedailyworkofwarehouse,includinghumidityandtemperaturearetheimportantindicatorsofqualityofwarehousemanagement,itdirectlyaffectsthestockpileoflifeandworkingreliab

3、ility.ThissystemisbyMCUcontrolmodule,sensordetectionmodule,ADconversionmodule,memorymodule,keyboardinputmodule,theoutputdisplaymodule,atotalofsixunits,andcanimplementwarehousemultipointtemperatureandhumiditydetectionreal-timedisplay,automaticstorage,storage,dataplaybacktestvaluedisplayfunction.Syste

4、mwithAT89C52single-chipcomputerascontroller,thesimulationLM35temperaturesensor,humiditysensorST-19-06collectionwarehousetemperatureandhumidity,sensoracquisitionofanalogvoltagesignalthrough8-bitanalog-to-digitalconverterADC0809conversion,aftersenttoMCUprocessingdisplay.Systemsetupfivebuttons,storage,

5、playbackoperation,thetestvaluesthrough1602LCDdisplay.Thewholesystemsimpleandcompactstructure,thefunctionclear,throughsystemsimulationtest,canrealizethepurposeofthemultipointtemperatureandhumiditydetection.Keywords:AT89C52MCUTemperatureHumidityTesting目录第1章绪论11.1 选题背景11.2 国内外相关研究情况11.3 设计功能及系统要求11.3.1

6、 系统功能要求11.3.2 主要技术参数1第2章系统方案的选择与论证22.1 单片机控制器22.1.1 单片机简介22.1.2 芯片选型22.2 模数转换模块22.3 存储单元32.3.1 存储器简介32.3.2 存储器选型32.4 温湿度传感器简介32.4.1 温度传感器32.4.2 湿度传感器42.4.3 温湿度传感器SHTl142.4.4 传感器方案选择52.5 显不局部52.5.1 常用显示器件介绍52.5.2 显示方案选择62.6 输入方案确实立62.6.1 独立式按键62.6.2 矩阵键盘72.6.3 键盘输入方案的选择7第3章系统硬件电路设计73.1 系统设计框图73.2 单片机

7、控制最小系统的设计83.3 温、湿度传感器模块的设计83.4 A/D转换器模块的设计93.5 存储单元的设计103.6 按键单元的设计113.7 显示局部的设计113.8 电源模块11第4章软件开发与仿真结果124.1 程序框图及流程图124.2 程序清单144.3 仿真结果14结论14致谢15参考文献15附录17附录A系统整体原理图17附录B程序清单17第1章绪论1.1 选题背景防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作中的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储藏物资的寿命和工作的可靠性。加强仓库内温度、湿度的实时监测，对于保证口常仓库管理工作顺利进行具有重要的意义。在仓库温湿度监

8、测系统的设计中，随着温、湿度传感器的开展，从初期，以热敏电阻和湿敏电阻作为传感器器件，通过检测电阻的变化来反映温、湿度的变化，到后来，出现数字式温度传感器和数字式湿度传感器，可以直接输出数字量，集成度更高，使用更方便。与此同时，仓库温度和湿度数据的采集和处理方面，初期，采用人工测量与人工抄录、人工管理相结合的传统方法，并且用人工的方法对仓库存储物品进行晾晒、通风、喷洒药剂，防止温、湿度异常及虫害，这种处理方式消耗了大量的人力和财力，效率较低，然而往往由于判断失误和管理不力，效果不佳,发霉变质等现象大量存在，到现在，研制高精度，高性能，多功能的温、湿度监控系统是主流，提高可靠性、灵活性和降低本钱

9、也是其考虑的重点，并且系统存在报警、存储和查询历史数据、控制、通信等方面的自动化和智能化，即将成为开展的方向。1.2 国内外相关研究情况温、湿度监控系统主要应用于控制环境空间的温度和湿度，从系统控制的角度来看，属于纯滞后控制。国外的温湿度监控系统相比照拟先进，无论是传感器的测量精度、反响速度、稳定性、功能多样性，还是使用环境方面技术都相比照拟领先。目前，国内生产的仓库温湿度监控系统品种繁多，系统结构各异，在仓库物品内外温湿度检测及分析、通风机械的控制等方面，比之前有了不少进步但仍有进步空间,在存储数据和历史查询等拓展功能方面也开始了相应研究。1.3设计功能及系统要求系统功能要求系统以单片机为控

10、制核心，需要实现以下根本功能和要求(1)实现多点(至少三点)温度和湿度的检测。(2)能显示当前及历史温度的测量值。(3)可以实现相关测量值的存储和对历史数据进行查询。主要技术参数(1)温度检测范围：-IOc-+50。(2)温度测量精度：0.5C。湿度检测范围：1O%RH-80%RHo(4)湿度测量精度：1%RH。第2章系统方案的选择与论证本监测系统，包括单片机最小系统，ADC转换模块，传感器检测模块，存储单元，显示输出，按键输入等6局部。各局部的简介及其方案选择论证如下：2.1单片机控制器单片机简介单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机

11、存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，广泛运用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。芯片选型结合本设计所需完成的功能和系统要求，选用的控制器，需要满足以下条件：、可用I/O口大于或等于20。(2)、有A/D转换器或方便与A/D转换器级联。(3)、有或者能模拟实现I2C总线。4)、1个以上中断及其2个定时器。(5

12、)、下载程序方便。综合考虑单片机的资源、性价比和自己所掌握的知识等因素，最终确定选用AT89C52作为本系统的控制芯片。2.2 模数转换模块模数转换器简介模数转换器是将输入的模拟电信号转换为数字信号的电子元件。模数转换器最重要的参数是转换的精度与速度，通常用输出数字信号位数的多少表示精度，用每秒转换次数来表示速度。转换器能够准确输出数字信号的位数越多，表示转换器能够分辨输入信号的能力越强，转换器的性能也就越好。2.3 存储单元存储器简介存储器是具有记忆功能的设备，主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息、。

13、这些器件也称为记忆元件，记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0和1。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中，计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。常见的存储器及其特点如表2.1：表2.1常见的存储器及其特点存储器功能寻址方式掉电后说明随机存取存储器(RAM)读、写随机寻址数据丧失只读存储器(ROM)读随机寻址数据不丧失工作前写入数据闪存FlashMemory)读、写随机寻址数据不丧失电可擦可编程只读存储器(EEPROM)读、写随机寻址数据不丧失存储器选型本设计需要的功能，所选储存器芯片，需满足以下条件：(1)、掉电后不丧失数据。

14、(2)、易与单片机实现级联。(3)、存储空间大于2KB。在上面常用的存储器的分类当中，随机存储器是掉电后数据丧失的，不能选用，考虑总本钱和各方面因数的要求，选择存储容量为2K的EEPROM-AT24C02作为设计的存储芯片。2.4 温湿度传感器简介传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他有效形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。温度传感器温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的设备，分类如下：1、热电偶：两种不同成分的导体（称为热电偶丝或热电极）两端接合成回路，当接

15、合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电动势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表连接，显示出热电偶所产生的热电动势，通过查询热电偶分度表，即可得到被测介质温度。2、热电阻：热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。3、模拟式温度传感器：将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，具有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点。常用的有LM3911、LM335、LM35。4、数字式温度传感器：将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上，直接输出反响被测温度的数字信号，使用方便，但响应速度较慢（100ns）；例如DS18B20o湿度传感器湿度传感器能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号的传感器。湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿