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(shè)計基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師：馬寧麗老師指導(dǎo)教師：馬寧麗老師n專業(yè)：電子信息工程技術(shù)專業(yè)：電子信息工程技術(shù) n學(xué)生：姚慧學(xué)生：姚慧n學(xué)號：學(xué)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(shè)計軟件系統(tǒng)設(shè)計 4結(jié)論結(jié)論 5結(jié)論結(jié)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(yán)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(yán)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(shè)計溫濕度檢測控制系統(tǒng)，可以及時、精確的型單片機設(shè)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(yīng)用到溫室大棚當(dāng)中無疑為植物的生活提制方面也是如此。將此

3、系統(tǒng)應(yīng)用到溫室大棚當(dāng)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(shè)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(shè)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(zhǔn)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(zhǔn)確的顯示采樣溫度值與濕度值。通過采集溫度及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)前值之間的差異，及時的啟動報警及濕度值，準(zhǔn)確的判斷標(biāo)準(zhǔn)值與當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)到最佳濕度。度。控制處理：當(dāng)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(dāng)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(shè)計系統(tǒng)的總體設(shè)計1、系統(tǒng)的功能設(shè)計和技術(shù)指標(biāo)、系統(tǒng)的功能設(shè)計和技術(shù)指標(biāo)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(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。）現(xiàn)場檢測設(shè)備應(yīng)具有較高的靈敏度、可靠性、抗干擾能力。要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)：要求達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)： 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(shè)計系統(tǒng)的總體設(shè)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(shù)等技術(shù)，以溫濕度以單片機為控制核心，采用溫濕度測量，控制技術(shù)等技術(shù)，以溫濕度傳感器作為測量元件，構(gòu)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(gòu)成智能溫濕度測量控制系統(tǒng)。可分為溫濕度測量電路，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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)的控制處理。在整個系統(tǒng)中采用了A

8、M2301單總線技術(shù)，采用單片機語言單總線技術(shù)，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(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備等。風(fēng)扇，加熱設(shè)備，加濕設(shè)備，排潮設(shè)備等。 雙色燈，報警模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報警功能。如果當(dāng)前的溫度雙色燈，報警模塊：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的報警功能。如果當(dāng)前的溫度超過用戶設(shè)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(shè)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(yīng)的措施。相應(yīng)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(shè)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(shè)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(xué)習(xí)、掌握。使用單片機易于學(xué)習(xí)、掌握。使用AT89C51型單片機設(shè)計溫型單片機設(shè)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(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，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(dá)達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)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(shè)計選擇、液晶顯示裝置的設(shè)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(shè)計軟件系統(tǒng)設(shè)計 1、本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(shè)計軟件系統(tǒng)設(shè)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(shè)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(shè)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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)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(dāng)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(dāng)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 ?？刂颇K是決定系統(tǒng)將要進行什么工作的。如溫度高于。控制模塊是決定系統(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(shè)計軟件系統(tǒng)設(shè)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(dāng)系統(tǒng)剛開始上電時液晶顯示溫濕度值，當(dāng)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(dāng)前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當(dāng)前溫濕度過低，如果當(dāng)前溫濕度低于用戶給定的下限溫濕度值，則說明當(dāng)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(dāng)前溫濕度高于用戶設(shè)定的上限溫濕度值，則說警報燈熄滅。反之，如果當(dāng)前溫濕度高于用戶設(shè)定的上限溫濕度值，則說明當(dāng)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(dāng)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(jié)結(jié) 論論系統(tǒng)以系統(tǒng)以AT89C51單片機設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yù)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(yù)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(dāng)單片機比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設(shè)定閾值時，驅(qū)動蜂監(jiān)測到的值傳輸給單片機，當(dāng)單片機比較監(jiān)測到的數(shù)值超出所設(shè)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