粮仓温湿度检测系统的毕业设计(论文)

毕业设计（论文）粮仓温湿度检测系统的设计教学系：信息工程系指导教师：专业班级：自动化1081学生姓名：二〇一二年六月学号目录摘要……………………………………………………………………………………………………1Abstract…………………………………………………………………………………………………71.绪论…………………………………………………………………………………………………81.1选题背景…………………………………………………………………………………………81.2设计目标…………………………………………………………………………………………81.2.1基本功能………………………………………………………………………………………81.2.2主要技术参数…………………………………………………………………………………82设计方案……………………………………………………………………………………………92.1系统的总体框图…………………………………………………………………………………92.2温湿度传感器的选择……………………………………………………………………………92.3信号采集通道的选择……………………………………………………………………………102.4本章小结…………………………………………………………………………………………103主要芯片简介………………………………………………………………………………………113.1DHT11数字传感器………………………………………………………………………………113.1.1主要特性………………………………………………………………………………………113.1.2应用领域………………………………………………………………………………………113.1.3接口说明………………………………………………………………………………………113.1.4电源引脚………………………………………………………………………………………113.1.5封装信息………………………………………………………………………………………113.1.6DHT11引脚图…………………………………………………………………………………123.1.7注意事项………………………………………………………………………………………123.2.2单片机89c51…………………………………………………………………………………153.3本章小结…………………………………………………………………………………………224硬件设计……………………………………………………………………………………………234.1显示与报警的设计………………………………………………………………………………234.1.1显示电路………………………………………………………………………………………234.1.2报警电路………………………………………………………………………………………244.2本章小结…………………………………………………………………………………………255软件设计……………………………………………………………………………………………265.1标度变换的实现…………………………………………………………………………………265.2主程序流程图……………………………………………………………………………………265.3T0中断流程图……………………………………………………………………………………275.4报警子程序流程图………………………………………………………………………………285.5温湿度采样子程序流程图………………………………………………………………………296结论…………………………………………………………………………………………………306.1总结………………………………………………………………………………………………306.2改进思路…………………………………………………………………………………………306.2.1软件方面………………………………………………………………………………………306.2.2硬件方面………………………………………………………………………………………30参考文献………………………………………………………………………………………………33附录A…………………………………………………………………………………………………33附录B程序……………………………………………………………………………………34附录Cproteus仿真总电路图......................................................致谢…………………………………………………………………………………………………444摘要随着单片机技术的飞速发展，单片机在各个领域得到了广泛的应用。粮食是人类生存的必需品，温度是保存好粮食的先决条件，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。粮库一般较大，测量点会很多。粮仓温湿度测量方法以及相应的智能控制一直是粮食保存的一个重要问题。本毕业设计是应用单片机作为控制器设计的温湿度检测系统，由要由温度、湿度采集、单片机控制、LCD1602显示、USB连接器六部分组成。本设计是以89C51单片机为控制中心，这种控制芯片具有4KB的快擦写可编程/擦除只读存储器EEPROM、256KB片内RAM、3个16位定时计数器、5个中断源，无需进行系统扩展既可满足任务要求，能较大幅度提高系统的性价比。而温湿度传感器我采用的是DHT11数字温湿传感器，它性价比比较高。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。另外该系统除了能显示温湿度以外，还能设置温湿度报警阀值。关键词：89C51单片机；DHT11传感器；温湿度报警阀5AbstractThegraduationprojectisbasedonthesinglechipdesigntemperatureandhumiditymonitoringsystem,mainlybytemperature,humidityacquisition,ADconversion,microprocessorcontrol,digitaldisplay,usbconnectorcomposedofsixparts.Thedesignofthecontrolcenterusing89c51microcontroller,thechiphas4KBofflashprogrammable/erasablereadonlymemoryEEPROM,256KBon-chipRAM,316-bittimercounters,sixinterruptsources,bothwithouttheneedforsystemexpansiontomeetmissionrequirements,cangreatlyimprovethesystem'scost.ThetemperatureandhumiditysensorIuseisdht11,hecosteffective.DHT11digitaltemperatureandhumiditysensorisacalibrateddigitalsignaloutputwiththetemperatureandhumiditycombinedsensor.Itsapplication-specificdigitalmodulesacquisitionandtemperatureandhumiditysensortechnology,toensurethatproductswithhighreliabilityandexcellentlong-termstability.SensorincludesaresistiveelementandasenseofwetNTCtemperaturecomponentsandwithahigh-performance8-bitmicrocontrollerconnected.Sotheproducthasexcellentquality,fastresponse,anti-interferenceability,highcostperformanceadvantages.Inadditionthesysteminadditiontoshowingtheoutsidetemperatureandhumidity,butalsosetthetemperatureandhumidityalarmthreshold.Keywords：Temperatureandhumidity;89C51microcontroller;dht11Sensor61.绪论1.1研究背景由古至今，粮仓粮食的存储是否得当对国家的经济能否正常合理的运行有很大的影响。但是在以前的经济和科技水平有限，所以我国粮食的存储的环境很差，管理落后。粮库管理的重点之一就是要合理布置测温点，经常检查温度变化，以便及时发现粮食的发热点，减少粮食的损失。然而，粮堆的热传递又是那样的缓慢，使人感知极差，需要管理人员经常进入闷热、呛人的仓房内观察温、湿度，不断进行翻仓、通风，这种繁重的体力劳动，不仅对人体有极大地伤害，而且不科学、不及时。所以，粮食虫蛀、霉变的情况时有发生。1.2设计目标1.2.1基本功能1.检测温度、湿度2.显示温度、湿度3.过限报警1.2.2主要技术参数1.温度检测的范围：-30℃±55℃2.测量精度：2℃3.湿度检测的范围：20%-90%RH4.检测精度：5%RH5.显示方式：温度：四位显示湿度：LCD1602液晶显示;报警方式：三极管驱动的蜂鸣音报警72设计方案温湿度监测系统要满足以下条件：温湿度监测系统能完成数据采集和处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。由数据采集、数据调理、单片机、数据显示等4个大的部分组成。该测控系统具有实时采集（检测粮库内的温湿度）、实时显示（对监测到的进行显示）、实时警报（根据监测的结果，超出预设定的值的进行蜂鸣警告）的功能。传感器是实现测量首要环节，是监测系统的关键部件，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参量，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系统的总体框图系统的总体设计框图如图3-1所示。图3-1系统总体框图本设计由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。（一）信号采集由dht11温湿度传感器和多路模式选择开关组成；（二）信号处理由LCD显示器和报警系统等组成。2.2温湿度传感器的选择DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达dht11温湿度、检测单片机LCD1602显示报警电路820米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。产品为4针单排引脚封装。连接方便，特殊封装形式可根据用户需求而提供。2.3本章小结在本章中，主要讲了温湿度传感器的硬件选择和信号采集通道的选择。这些选