家庭用室內(nèi)溫度濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：信息與通信工程學(xué)院專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名：高旭東學(xué) 號(hào)：1005014227設(shè)計(jì)題目：家庭用室溫度濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師顏兵宀兀成時(shí)間2014年5月29日目錄摘要IIIAbstractlll1 緒論IV1.1課題的目的和意義IV1.2傳感器的介紹V1.3國(guó)外溫濕技術(shù)及其開展趨勢(shì)VIII2方案比擬和選擇IX2.1溫度傳感器的選擇IX2.2濕度傳感器的選擇 X2.3單片機(jī)的選擇XI2.4本章小結(jié)XII3系統(tǒng)總體框圖設(shè)計(jì) XII3.1硬件系統(tǒng)的的原理方框圖XII3.2系統(tǒng)工作原理153.3溫度傳感器163.4濕度傳感器183. 5信號(hào)分析與處理213.6其

2、他硬件模塊263.7本章小結(jié)304軟件設(shè)計(jì)304.1主程序流程圖304.2 DS18B20測(cè)溫流程圖324.3 DHT11 流程圖 324.4鍵盤掃描子程序流程圖334.5本章小結(jié)355總結(jié)356參考文獻(xiàn)36附錄A系統(tǒng)總體電路圖 36附錄B系統(tǒng)源代碼38致53摘要要目前室的溫度、濕度還是采用人工控制和經(jīng)歷判斷，不能及時(shí)對(duì)室里的溫度濕度 進(jìn)展調(diào)整。而且人工控制效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，造成了人力資源的浪費(fèi)。本設(shè)計(jì)以 STC89C5單片機(jī)為核心完成了對(duì)室空氣溫度、濕度進(jìn)展數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示等系統(tǒng) 的根本框圖、工作原理和繼電器控制的設(shè)計(jì)的工作。主要容有：1通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20采集實(shí)時(shí)溫度。

3、2通過濕度傳感器DHT11采集實(shí)時(shí)濕度。3判斷采集到 的參數(shù)值與設(shè)置值是否一致，并進(jìn)展繼電器控制。通過以上設(shè)計(jì)可以對(duì)植物生長(zhǎng)過程中的土壤濕度、環(huán)境溫度、光照度進(jìn)展了實(shí)時(shí)地、 連續(xù)地檢測(cè)、直觀地顯示并進(jìn)展自動(dòng)地控制?？酥屏藗鹘y(tǒng)的人工測(cè)量方法不能進(jìn)展連續(xù) 測(cè)量的弊端，節(jié)省了工作量，并防止了人為的疏漏或錯(cuò)誤造成的不必要的損失。關(guān)鍵字：濕度傳感器、數(shù)字溫度傳感器、單片機(jī)and HumidityDesig nof SCM-based Temperaturelllu min ati on Automatic Con trol System for HouseAbstractAt prese nt, tem

4、perature and humidityt inten sity of some gree nhouse stillrely on the con trolli ng of artificial and judgi ng of experie nee, which can not con duct real-timem on itor to the temperature and humidity in te nsity of house.Moreover it sinefficient,labor -intensive,and wastes human resources.Thethesi

5、s mainly focus on: the base block diagram, working principleand the designof relay control which use the SCMSTC89C51as the core of the system to collect, handle, display the data of the air temperature,soil humidity and lightilluminance .The main contents: (1) collected real-time temperature by digi

6、tal temperature sensor DS18B20.(2) collected real-time humidity by humidity sensor DHT11t illumination. (3) judge the collected parameter values and the setting values whether same or not, and con trol the relay.The system use Real-time and continu ous detect ion, display in tuitivelyandcon trol aut

7、omatically on house humidity, ambie nt temperature, i n the process of The healthy growth of the people . The system can overe the defects from the traditi onal manual methods of measureme nt which can not measure continu ously, and save the amoun tof work, avoidomissi ons or unn ecessary losses tha

8、t caused by errors.【Key words】SCM humidity sensors ； digital temperature sensors ； ； relay control1緒論1.1課題的目的和意義室溫濕監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活非常實(shí)用，對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用非常好的鍛煉課題。本課題研究的主要容是設(shè)計(jì)制作對(duì)室溫濕度的監(jiān)視與控制，相當(dāng)于簡(jiǎn)易空調(diào)的制 作，了解空調(diào)系統(tǒng)，運(yùn)用原理設(shè)計(jì)制作方案；運(yùn)用物理知識(shí)制作控制溫濕變化設(shè)備；傳 感器獲取外界溫濕度參數(shù)，51單片機(jī)編程控制，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)；并用仿真軟件對(duì)控 制效果進(jìn)展仿真研究。隨著科技的飛速開展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行

9、各業(yè)對(duì)溫濕度的要求也越 來越高。傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測(cè)模式是以人為根底，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等 方式來測(cè)量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低下不利于人才資源的充分 利用，而且缺乏科學(xué)性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護(hù)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(fèi)，管理不及時(shí)的問題，這是由于 它的智能化設(shè)計(jì)所決定的2。它的工作步驟如下：感應(yīng)環(huán)境溫度濕度；單片機(jī)判斷感應(yīng) 到的溫濕度是否異常；假設(shè)感應(yīng)到的溫濕度異常，實(shí)行措施進(jìn)展調(diào)節(jié)；判斷異常是否超 過預(yù)設(shè)時(shí)間，假設(shè)超過預(yù)設(shè)時(shí)間，那么輸出異常信號(hào)報(bào)警；判斷異常是否處理完畢，假 設(shè)處理完畢，解除報(bào)警。這樣就可以

10、利用控制器對(duì)機(jī)房溫濕度進(jìn)展監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境 溫濕度管理的實(shí)時(shí)性和有效性。故本次設(shè)計(jì)對(duì)于類似工程還具有普遍意義 。1.2傳感器的介紹溫度傳感器集成溫度傳感器是目前應(yīng)用圍最廣、使用最普及的一種全集成化傳感器。其種類很 多，大致可分為以下5類：1、模擬集成溫度傳感器；2、模擬集成溫度控制器；3、智 能溫度傳感器；4、通用智能溫度控制器；5、微機(jī)散熱保護(hù)專用的智能溫度控制器。集成溫度傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下 3個(gè)方面：1. 溫度測(cè)量：可以構(gòu)成數(shù)字溫度計(jì)、溫度變送器、溫度巡回檢測(cè)儀、智能化溫度檢 測(cè)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)溫系統(tǒng)。2. 溫度控制：適用于智能化溫度測(cè)控系統(tǒng)、工業(yè)過程控制、現(xiàn)場(chǎng)可編程溫度控制系 統(tǒng)

11、、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)、中央空調(diào)、風(fēng)扇溫控電路、微處理器及微機(jī)系統(tǒng)的過熱 保護(hù)裝置、現(xiàn)代辦公設(shè)備、電信設(shè)備、效勞器中的溫度測(cè)控系統(tǒng)、電池充電器的過熱保 護(hù)電路、音頻功率放大器的過熱保護(hù)電路及家用電器。3. 特殊應(yīng)用：例如，熱電偶冷端溫度補(bǔ)償、測(cè)量溫差、測(cè)量平均溫度、測(cè)量溫度場(chǎng)、 電子密碼鎖僅對(duì)含64位ROM勺單線總線智能溫度傳感器而言及液晶顯示器外表溫 度監(jiān)測(cè)等。模擬集成溫度傳感器是在20世紀(jì)80年代問世的，它是將溫度傳感器集成在一個(gè)芯 片上、可完成溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用IC。模擬集成溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一僅測(cè)量溫度、測(cè)溫誤差小、價(jià)格低、響應(yīng)速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小、 微

12、功耗等，適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫、控溫，不需要進(jìn)展非線性校準(zhǔn)，外圍電路簡(jiǎn)單。它是目前 在國(guó)外應(yīng)用最為普遍的一種集成傳感器，典型產(chǎn)品有 AD590 AD592 TMP17 LM135等。智能溫度傳感器亦稱數(shù)字溫度傳感器是在 20世紀(jì)90年代中期問世的。它是微 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)ATE的結(jié)晶。目前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智 能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器部都包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器或存放器和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器CPU、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù) 據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器MCU,并且

13、它是在硬件的根底上通過軟件 來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及平安性、開發(fā)虛擬傳感器和 網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速開展。在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器，其測(cè)溫精度較低，分辨力只能到達(dá) 1C。目前，國(guó)外已相繼推出多種高精度、高分辨力的 智能溫度傳感器，所用的是 912位A/D轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.50.0625 C。由美 國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出 13位二進(jìn) 制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03

14、125 C，測(cè)溫精度為土 0.2 C。為了提高多通道智能溫度傳感 器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對(duì)本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時(shí)間分別僅為27卩s、9u s。新型智能溫度傳感器的測(cè)試功能也在不斷增強(qiáng)。例如，DS1629型單線智能溫度傳感 器增加了實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘RTC，使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲(chǔ)功能，禾I用芯 片部256字節(jié)的E2PRO存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從單 通道向多通道的方向開展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。智能 溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)化

15、，所采用的總線主要有單線總線、I2C總線、SMBus總線和SPI總線。濕度傳感器濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測(cè)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)品的根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?吸附在感濕材料上后，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(guó)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了較大的開展。濕敏傳感器正從簡(jiǎn)單的濕敏元件 向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速開展。國(guó)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量?jī)r(jià)格都相差較大，用戶如何選擇性能 價(jià)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(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn) 了不少國(guó)外濕度

16、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。濕敏元件是最簡(jiǎn)單的濕度傳感器。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料 制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化， 利用這一特性即可測(cè)量濕度。濕敏電阻的種類很多，例如金屬氧化特濕敏電阻、硅濕敏 電阻、瓷濕敏電阻等。濕敏電阻的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，主要缺點(diǎn)是線性度和產(chǎn)品的互換性 差。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞 胺、酷酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電 容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。

17、濕敏電容的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、 產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯后量小、便于制造、容易實(shí)現(xiàn)小型化和集成化， 其精度一般比濕敏電阻要低一些。國(guó)外生產(chǎn)濕敏電容的主廠家有 Humirel公司、Philips 公司、Siemens公司等。以Humirel公司生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例，其測(cè)量圍是1%99% RH在55%R時(shí)的電容量為180pF典型值。當(dāng)相對(duì)濕度從0變化到100% 時(shí)，電容量的變化圍是163pF202pF溫度系數(shù)為0.04pF/ C，濕度滯后量為土 1.5%， 響應(yīng)時(shí)間為5so除電阻式、電容式濕敏元件之外，還有電解質(zhì)離子型濕敏元件、重量型 濕敏元件利用感濕膜重量的變化來改變振蕩頻

18、率、光強(qiáng)型濕敏元件、聲外表波濕敏 元件等。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測(cè)環(huán)境濕度時(shí)，濕敏元件要長(zhǎng)期暴露在 待測(cè)環(huán)境中，很容易被污染而影響其測(cè)量精度及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。目前，國(guó)外生產(chǎn)集成濕度傳感器的主要廠家及典型產(chǎn)品分別為Honeywell公司HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610 型，Humirel 公司HM1500 HM1520 HF3223 HTF3223 型，Sensiron公司SHT11 SHT15型。這些產(chǎn)品可分成以下三種類型：(1) 線性電壓輸出式集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品有HIH3605/3610、HM1500/152Q其主要特點(diǎn)是采用恒壓供電，置放大電路，能輸出與相

19、對(duì)濕度呈比例關(guān)系的伏特級(jí)電壓 信號(hào)，響應(yīng)速度快，重復(fù)性好，抗污染能力強(qiáng)。(2) 線性頻率輸出集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品為 HF3223型。它采用模塊式構(gòu)造，屬 于頻率輸出式集成濕度傳感器，在 55%R時(shí)的輸出頻率為8750Hz型值，當(dāng)上對(duì)濕度 從10%變化到95%寸，輸出頻率就從9560Hz減小到8030Hz=這種傳感器具有線性度好、 抗干擾能力強(qiáng)、便于配數(shù)字電路或單片機(jī)、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。(3) 頻率/溫度輸出式集成濕度傳感器；典型產(chǎn)品為HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，還增加了溫度信號(hào)輸出端，利用負(fù)溫度系數(shù) NTC熱敏電阻作為溫度傳 感器。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，其電阻值也相應(yīng)改變并且

20、從NTC端引出，配上二次儀表即可測(cè)量出溫度值。2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功 SHTDHT 11、SHTDHT 15型智能化溫度/溫度傳感器，其外形尺寸僅為 7.6 mm x 5(mm)x 2.5 mrti,體積與火柴頭 相近。出廠前，每只傳感器都在溫度室中做過精細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)被編成相應(yīng)的程序存 入校準(zhǔn)存儲(chǔ)器中，在測(cè)量過程中可對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)展自動(dòng)校準(zhǔn)。它們不僅能準(zhǔn)確測(cè)量相對(duì) 溫度，還能測(cè)量溫度和露點(diǎn)。測(cè)量相對(duì)溫度的圍是0100%分辨力達(dá)0.03%RH最高精度為土 2%RH測(cè)量溫度的圍是-40 C 123.8 C,分辨力為0.01C單片機(jī)的開展單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，

21、經(jīng)歷了 SCM MCU SOC三大階段。1SCM即卩單 片微型計(jì)算機(jī)Single Chip Microputer丨階段，主要是尋求最正確的單片形態(tài)嵌入式 系統(tǒng)的最正確體系構(gòu)造?！皠?chuàng)新模式獲得成功，奠定了 SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的 開展道路。2MCI!卩微控制器Micro Controller Unit丨階段，主要的技術(shù)開展方向 是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì) 象的智能化控制能力4。 3單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立開展之路，向MCI階段開展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的開展自然形 成了 SOC化趨勢(shì)。隨著微電子技

22、術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的開展，基于SOC的單片機(jī)應(yīng) 用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的開展。1.3國(guó)外溫濕技術(shù)及其開展趨勢(shì)隨著人們的生活水平的不斷提高對(duì)生活環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境的要求就顯得尤為重 要，溫濕度的控制就是一個(gè)典型的例子，因此溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)就是現(xiàn)代生產(chǎn)生活 中應(yīng)用而生的一種智能、快捷、方便可靠地檢測(cè)系統(tǒng)，特別是在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)中 如果如果檢測(cè)的不準(zhǔn)確就會(huì)發(fā)生很多的生產(chǎn)事故。如實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)溫度的檢測(cè)不 當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率的降低。和產(chǎn)品質(zhì)量的下降。而現(xiàn)在所使用的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)通常都是精度為C或0.1 C的水銀、煤油或酒精溫度計(jì)進(jìn)展的溫度檢測(cè)和用傳統(tǒng)的物理模擬量的方法進(jìn)展的濕度檢測(cè)。這些溫濕度檢測(cè)計(jì)的刻度間通

23、常都很密,不容易準(zhǔn)確分辨，讀書困難，而且他們的熱容量還比擬大，到達(dá)熱平衡所需的時(shí) 間較長(zhǎng)，因此很難讀準(zhǔn)，并且使用非常不方便。國(guó)對(duì)溫濕控制技術(shù)研究起步較晚。自20世紀(jì)80年代以來，在引進(jìn)、吸收國(guó)外高科技溫濕生產(chǎn)技術(shù)的根底上，我國(guó)進(jìn)展了溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單 項(xiàng)環(huán)境因素控制技術(shù)的研究8。1982年中國(guó)農(nóng)科院建立了全國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的第一個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)。1995年，農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功的WJG-1型實(shí)驗(yàn)溫室環(huán)境計(jì)算9機(jī)管理系統(tǒng)，僅僅是進(jìn)展單因子控制，操作性和可靠性均不夠理想溫度濕度傳感器正朝著集成化、智能化、系統(tǒng)化的開展方向；與此同時(shí)，溫 濕度測(cè)量技術(shù)也在不斷進(jìn)步。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國(guó)防、

24、科研、航天等部 門，經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度濕度進(jìn)展測(cè)量及控制。準(zhǔn)確測(cè)量溫濕度對(duì)生物制藥、食 品加工、造紙等更至關(guān)重要的。相比之下，測(cè)量濕度要比測(cè)量溫度更復(fù)雜，這是 因?yàn)闇囟仁莻€(gè)獨(dú)立的被測(cè)量，而濕度卻受大氣壓強(qiáng)和溫度的影響10。目前，溫濕度測(cè)量領(lǐng)域的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，新產(chǎn)品也層出不窮。自70年代以來，由于工業(yè)控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛開 展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法的推動(dòng)下，國(guó)外溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)開展迅速，并在智能化、 自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果，在這方面，日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)走到了 世界的前列，掌握了領(lǐng)先的技術(shù)，并且都已經(jīng)生產(chǎn)出一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控 制器和儀器儀

25、表，在各個(gè)行業(yè)都得到的廣泛應(yīng)用11。目前，外國(guó)溫度控制系統(tǒng)及 儀表正朝著高精度、智能化、小型便攜化等方面開展。美國(guó)開發(fā)的冬天保溫 用的雙層充氣膜、高壓霧化降溫加濕系統(tǒng)以及夏季降溫用的濕簾降溫系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先 水平；國(guó)的換氣、灌水、二氧化碳濃度控制等設(shè)施比擬先進(jìn)；荷蘭的頂面涂層隔熱、 加熱系統(tǒng)、人工補(bǔ)光等方面有較高的水平；目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的 多因子綜合控制系統(tǒng)12。現(xiàn)在世界各國(guó)的溫室控制技術(shù)開展很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化的根底上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向開展。像園藝強(qiáng)國(guó)荷蘭，以先進(jìn)的鮮花生 產(chǎn)技術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計(jì)算機(jī)操作13。日本研制的蔬菜塑料大棚在播種、

26、 間苗、運(yùn)苗、灌水、噴藥等作業(yè)的自動(dòng)化和無人化方面都有應(yīng)用。日本利用計(jì)算機(jī)控制溫 室環(huán)境因素的方法，主要是將各種作物不同生長(zhǎng)發(fā)育階段所需要的環(huán)境條件輸入計(jì)算機(jī) 程序，當(dāng)某一環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，其余因素自動(dòng)作出相應(yīng)修正或調(diào)整142方案比擬和選擇2.1溫度傳感器的選擇方案一：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成 的測(cè)溫元件。現(xiàn)在應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量圍 大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。鉑的物理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好, 工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精細(xì)測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)

27、影響大，在復(fù)原介質(zhì)中易被玷污變脆。按 IEC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫 圍-200 C650C，百度電阻比 W(100)=1. 3850時(shí)，R0為100?和10?,其允許的測(cè)量誤 差A(yù)級(jí)為土 (0 . 15C +0.002|t|)，B級(jí)為土 (0.3 C +0.005|t|)。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。方案二：采用模擬集成溫度傳感器 AD590它的測(cè)溫圍在-55 C+150C之間，而且 精度高。M檔在測(cè)溫圍非線性誤差為土 0.3 Co AD590可以承受44V下向電壓和20V反向 電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞，使用可靠。它只需直流電源就能工作

28、，而且，無需進(jìn) 展線性校正，所以使用也非常方便，接 EI也很簡(jiǎn)單。作為電流輸出型傳感器和電壓輸 出型相比，它有很強(qiáng)的抗外界干擾能力。AD590的測(cè)量信號(hào)可遠(yuǎn)傳百余米。方案三：采用數(shù)字化溫度傳感器。DSI8B20是Dallas半導(dǎo)體公司研制的一款數(shù)字化 溫度傳感器，支持“一線總線接口，即只通過一根信號(hào)線完成數(shù)據(jù)、地址和控制信息 的傳輸。該器件只有3個(gè)引腳(即電源VDD地線GND數(shù)據(jù)線DQ),且不需要外部元件， 部有64位光NROM64位器件序列號(hào)出廠前就被光刻于 ROM中,可作為器件地址序列碼， 便于實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路；現(xiàn)場(chǎng) 溫度直接以“一線總線的

29、數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán) 境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。該電路 的檢測(cè)溫度圍為-55+125C：精度為土 0.5 C (在-10 C+85C圍)；可以分別在93.75ms 和750 ms完成9位和12位的數(shù)字溫度值讀入。系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：(1) 不需要備份電源，可通過信號(hào)線供電；(2) 送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件；(3) 零功耗等待；(4) 系統(tǒng)的抗干擾性好，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如環(huán)境控制、設(shè)備過程 控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等?？紤]到硬件設(shè)計(jì)的性價(jià)比，綜合本系統(tǒng)需要滿足的技術(shù)指標(biāo)我們選擇方案三2.2濕度傳感器的選擇測(cè)量

30、空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起 的物理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電 阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)展?jié)穸葴y(cè)量的方案一：采用CHR-01濕敏電阻。CHR-01濕敏電阻適用于阻抗型高分子濕度傳感器， 它的工作電壓為交流1V,頻率為50Hz2kHz測(cè)量濕度圍為20%90%RH測(cè)量精度土 5% 工作溫度圍為0+85C,最高使用溫度120C,阻抗在60%RH25C時(shí)為302140.5 KQ。采用555時(shí)基或RC振蕩電路，將濕度傳感器等效為阻抗值，測(cè)量振蕩頻率輸出， 振

31、蕩頻率在1k Hz左右。方案二：采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，這款傳感器和Sensiron公司研制的SHT1X 同屬一個(gè)系列只是測(cè)量精度上不同， 這是一款含有已校準(zhǔn)熟悉信號(hào)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)品具有極高的可靠性 和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià) 比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在即為準(zhǔn)確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)展校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以 程序的形式存在OTP存中，傳感器部在檢測(cè)型號(hào)的處理過程中藥調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單 線制串行接

32、口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。綜合比擬，方案一需要很好地解決引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差和放大電路零 點(diǎn)漂移等問題，需要在接口上需要 A/D轉(zhuǎn)換器，因而造成構(gòu)造復(fù)雜且本錢高，調(diào)試也 繁瑣，測(cè)量溫度的精度也很低，方案二把以上的功能都集成在芯片里面，數(shù)字輸出，可 直接和mcu相連，電路構(gòu)造簡(jiǎn)單，精度高，雖然也有溫度檢測(cè)的功能，但其精度沒有 DS18B20高，所以只用它的濕度檢測(cè)功能。相比擬，選擇方案二。2.3單片機(jī)的選擇在多數(shù)電子設(shè)計(jì)當(dāng)中，基于性價(jià)比的考慮，8位單片機(jī)仍是首選。目前，8位單片 機(jī)在國(guó)外仍占有重要地位。在8位單片機(jī)中又以MC& 51系列單片機(jī)及其兼容機(jī)所占的 份額最大。MC& 51的

33、硬件構(gòu)造決定了其指令系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生變化，設(shè)計(jì)人員可以很容易 的對(duì)不同公司的單片機(jī)產(chǎn)品進(jìn)展選型，他們只需將重點(diǎn)放在芯片部資源的比擬上。方案一：采用AT89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM部具有4KBRO存儲(chǔ)空 間，能于3V的超低壓工作，而且與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容，但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì) 中時(shí)由于不具備ISP在線編程技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)展調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)?程序的新增功能需要燒入程序時(shí)，對(duì)芯片的屢次拔插會(huì)對(duì)芯片造成一定的損壞。方案二：采用AT89S52片 ROM都采用Flash ROM能以3V的超底壓工作；同時(shí)也 與MCS-51系列單片機(jī)完全該芯片部存儲(chǔ)器為 8KB R

34、OM存儲(chǔ)空間，同樣具有89C51的功 能，且具有在線編程可擦除技術(shù)，當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)展調(diào)試時(shí)，由于程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Τ?序的新增功能需要燒入程序時(shí)，不需要對(duì)芯片屢次拔插，所以不會(huì)對(duì)芯片造成損壞。方案三：STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編 程Flash存儲(chǔ)器。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造， 與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳 完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上， 擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C5為眾多嵌入式控制應(yīng)用 系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。方案一是多年前的的產(chǎn)品，因自身設(shè)

35、計(jì)缺陷，已經(jīng)很少被人使用。方案二和方案三使用 差異不大，但方案二需要專有下載線，方案三使用串口下載即可。因此選擇方案三。2.4本章小結(jié)本章主要介紹環(huán)境檢測(cè)儀用到的主要芯片的選擇，如溫度傳感器、濕度傳感器控制 處理芯片等。比照考慮各器件性能、特點(diǎn)、使用難易度、本錢等因素，選擇適合本產(chǎn)品 指標(biāo)的元器件。3系統(tǒng)總體框圖設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)的的原理方框圖3.1本方案以STC89C5洋片機(jī)系統(tǒng)為核心來對(duì)溫度、濕度進(jìn)展實(shí)時(shí)控制和巡檢。各 檢測(cè)單元能獨(dú)立完成各自功能，并根據(jù)主控機(jī)的指令對(duì)溫濕度進(jìn)展實(shí)時(shí)采集。主控機(jī)負(fù) 責(zé)控制指令的發(fā)送，并控制各個(gè)檢測(cè)單元進(jìn)展溫度采集，收集測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)測(cè)量結(jié) 果進(jìn)展整理和顯示

36、。其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、濕度檢測(cè)、鍵盤及顯示、 系統(tǒng)軟件等局部的設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)的的原理方框圖如圖 3-1 :濕度傳感器溫度傳感器單片機(jī)LC顯 示 屏空調(diào)執(zhí)行部件控制電路濕度控制局部流程.單片機(jī)通過濕度傳感器檢測(cè)室的濕度，假設(shè)室的濕度過低，單片機(jī)就翻開空氣加濕器，, 經(jīng)過一段時(shí)間，單片機(jī)再次檢測(cè)室濕度，如果濕度過高，就關(guān)閉空氣加濕器。如果開場(chǎng) 檢測(cè)的是你濕度在適宜的圍，單片機(jī)那么維持現(xiàn)有狀態(tài)不變。室濕度控制局部流程如圖3-1-1枯燥器繼電 器斷開1r枯燥器停頓 工作開場(chǎng)濕度是否在規(guī)定X圍內(nèi)濕度是否咼于規(guī)定 X加濕器繼電 器斷開加濕器停頓工作X濕度是否低于規(guī)定完畢溫度控制流程圖 .單

37、片機(jī)通過溫度傳感器檢測(cè)室空氣溫度，當(dāng)空氣溫度過高時(shí)，翻開空調(diào)完成降溫作業(yè),而當(dāng)室溫度過低時(shí)，那么通過單片機(jī)自動(dòng)調(diào)高空調(diào)溫度，使溫度值到達(dá)適宜的圍。設(shè)一開場(chǎng)檢測(cè)的溫度在適宜圍，單片機(jī)將維持現(xiàn)有狀態(tài)。3.2系統(tǒng)工作原理本設(shè)計(jì)的主要功能模塊為控制板、溫度、濕度傳感器、LCD顯示屏、執(zhí)行器件等。利用空調(diào)、枯燥器、加濕器實(shí)現(xiàn)對(duì)室空氣迅速升溫或降溫和升高或降低空 氣濕度。運(yùn)行原理容下：1接通電源后整機(jī)工作，溫度和濕度傳感器自動(dòng)接收室空氣溫度和濕度信 號(hào)，同時(shí)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)用戶是否自行設(shè)定了溫度、 濕度的上下界，假設(shè)沒有設(shè)定那么 調(diào)用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。2控制板既已這些信號(hào)為基準(zhǔn)開場(chǎng)各項(xiàng)控制工作。首先判斷室溫度，假設(shè)溫

38、 度低于系統(tǒng)默認(rèn)溫度值25C,那么需要啟動(dòng)空調(diào)給室空氣升溫；假設(shè)溫度高于系 統(tǒng)默認(rèn)溫度值28C那么需要啟動(dòng)空調(diào)給室空氣降溫，。再判斷濕度，假設(shè)濕度值 低于系統(tǒng)默認(rèn)濕度值45%那么需要啟動(dòng)加濕器給室空氣增加濕度；假設(shè)濕度值 高于系統(tǒng)默認(rèn)濕度值65%那么需要啟動(dòng)枯燥器給室空氣降低濕度。當(dāng)室溫度、 濕度到達(dá)用戶設(shè)定或系統(tǒng)默認(rèn)值時(shí)， 空調(diào)、枯燥器或加濕器停頓工作，系統(tǒng)進(jìn)入 溫度濕度保持狀態(tài)。3自動(dòng)檢測(cè)的時(shí)間間隔。當(dāng)檢測(cè)到的溫度濕度不在系統(tǒng)默認(rèn)溫度濕度值時(shí)檢測(cè)的時(shí)間間隔如下空調(diào)參數(shù)，房間參數(shù)、室外環(huán)境溫度假設(shè)恒定T=T2-T2-T1eA(-m2*t/m1)其中T為房間溫度；T2為空調(diào)的送風(fēng)溫度；T1為室

39、外溫度；m2為空調(diào)的質(zhì)流量；ml為空調(diào)房間空氣的質(zhì)量。從方程可以看 出，時(shí)刻t為0時(shí)，T=T1；當(dāng)T2溫度越低，m2質(zhì)流量越大的情況下，T就越快 的接近T2。最后就會(huì)無限接近T2。在方程中我沒有考慮房間負(fù)荷對(duì)最終時(shí)間的 影響，雖然說在微分方程中只是一個(gè)常數(shù)，但求不出其解析解。需要用適宜的差分格式求解數(shù)值解。把房間負(fù)荷加進(jìn)來了。最后的方程為 T=T1-(a+m2T2)/m2eA(-m2*t/m1)+(a+m2T2)/m2.其中 a 為每秒的房間負(fù)荷。其 計(jì)算方法我舉個(gè)例子。假設(shè)房間面積為30m2其冷負(fù)荷指標(biāo)為100W/m2那么每 秒房間負(fù)荷為100*30/3600=0.83W/s假設(shè)你想知道房間

40、溫度到達(dá)某特定溫度時(shí), 將溫度代入T,計(jì)算出時(shí)間t即可當(dāng)檢測(cè)到的溫度濕度在系統(tǒng)默認(rèn)溫度濕度值時(shí)，采用系統(tǒng)默認(rèn)的自動(dòng)檢測(cè)的 時(shí)間間隔。3.3溫度傳感器1 DS18B20 簡(jiǎn)介DSI8B20是美國(guó)DALLAS公司最新推出的數(shù)字式溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏 電阻有所不同的是它可直接將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)寧信號(hào)供微機(jī)處理，并且根據(jù)具體要求，通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9位的溫度讀數(shù)。并且多個(gè)DSI8820可以并接 到多個(gè)地址線上與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通信。由于每一個(gè)DSI8820出廠時(shí)都刻有唯一的一 個(gè)序列號(hào)并存入其ROh中，因此CPU可用簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就可以識(shí)別，從而節(jié)省 了大量的引線和邏輯電路。2 DS18B20功能特

41、點(diǎn)? 3.05.5V 單電源供電?微型化、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、易與微處理器接口? 溫度測(cè)量圍為一55 C+125 C,測(cè)溫分辨率可達(dá)0.5 C? 3引腳TO-92小體積封裝或8引腳卩SO封裝?可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度?只需一根端口線就能與微處理器通訊?每只DS18B20有唯一的序列號(hào)并可存入其ROM中，便于實(shí)現(xiàn)多芯片多點(diǎn) 測(cè)量?在使用中不需要任何外圍元件?用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置引腳排列V底視00 mod1216IS1441311740DB1A20Swhlchc蕙MNC=CCCCCC N N N N N NVDO8圖 32-1 DS18B203 DS18B20構(gòu)造和工作原理圖

42、3 2-2是表示DS18B20的構(gòu)造圖，表32-3已經(jīng)給出了引腳說明。64 位只讀存儲(chǔ)器儲(chǔ)存器件的唯一片序列號(hào)。高速暫存器含有兩個(gè)字節(jié)的溫度存放 器,這兩個(gè)存放器用來存儲(chǔ)溫度傳感器輸出的數(shù)據(jù)。除此之外，高速暫存器提供一個(gè)直接的溫度報(bào)警值存放器TH和TL，和一個(gè)字節(jié)的的配置存放器。配置存 放器允許用戶將溫度的精度設(shè)定為 9, 10，11或12位。TH, TL和配置存放器是 非易失性的可擦除程序存放器EEPRON所以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在器件掉電時(shí)不會(huì)消 失。DS18B20通過達(dá)拉斯公司獨(dú)有的單總線協(xié)議依靠一個(gè)單線端口通訊。當(dāng)全部 器件經(jīng)由一個(gè)3態(tài)端口或者漏極開路端口 DQ引腳在DS18B2C上的情況下）與

43、總 線連接的時(shí)候，控制線需要連接一個(gè)弱上拉電阻。 在這個(gè)總線系統(tǒng)中，微控制器 主器件依靠每個(gè)器件獨(dú)有的 64位片序列號(hào)識(shí)別總線上的器件和記錄總線上 的器件地址。由于每個(gè)裝置有一個(gè)獨(dú)特的片序列碼 ，總線可以連接的器件數(shù)目事 實(shí)上是無限的。DS18B2 0的另一個(gè)功能是可以在沒有外部電源供電的情況下工 作。當(dāng)總線處于高電平狀態(tài)，DQ與上拉電阻連接通過單總線對(duì)器件供電。同時(shí) 處于高電平狀態(tài)的總線信號(hào)對(duì)部電容Cpp充電，在總線處于低電平狀態(tài)時(shí)， 該電容提供能量給器件。這種提供能量的形式被稱為“寄生電源。作為替代選擇，DS18B2C同樣可以通過VDD引腳連接外部電源供電。圖32-2 DS18B20 部構(gòu)

44、造表3 2 3 DS18B20引腳說明8引腳SOIC封裝字T0-9封裝符號(hào)說明|01GXD接施12數(shù)據(jù)輸入，輸出引腳口對(duì)于單線撫作; 漏極刑札當(dāng)工作在寄生電源模式時(shí) 用來提供電源（建“寄生電源“節(jié)h33VDD可選的VDD引腳.工作與寄生電源欖 式時(shí)YDD必須接地口|3.4濕度傳感器1 DHT11概述DHT11屬于Sensirion溫濕度傳感器家族中的插針型封裝系列。傳感器將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)。傳感器采用專利的CMOSe n技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定 性。傳感器包括一個(gè)電容性聚合體測(cè)濕敏感元件、一個(gè)用能隙材料制成的測(cè)溫元件，并

45、在同一芯片上，與14位的A/D轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路實(shí)現(xiàn)無縫連接。 因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、響應(yīng)迅速、抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) 傳感器芯片都在極為準(zhǔn)確的濕度腔室中進(jìn)展標(biāo)定，校準(zhǔn)系數(shù)以程序形式儲(chǔ)存在OTP存中，用于部的信號(hào)校準(zhǔn)。兩線制的串行接口與部的電壓調(diào)整，使外圍系統(tǒng) 集成變得快速而簡(jiǎn)單。2 DHT11特點(diǎn)濕溫度傳感器的一體化構(gòu)造能相對(duì)的同時(shí)對(duì)相對(duì)濕度和溫度進(jìn)展測(cè) 量。數(shù)字信號(hào)輸出，從而減少用戶信號(hào)的預(yù)處理負(fù)擔(dān)。單總線構(gòu)造輸出有效的節(jié)省用戶控制器的I/O 口資源。并且，不需要額外電器元件。獨(dú)特的單總數(shù)據(jù)傳輸線協(xié)議使得讀取傳感器的數(shù)據(jù)更加便捷。全部校準(zhǔn)。編碼方式為8位二進(jìn)制數(shù)。40b

46、it二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出。其中濕度整數(shù)局部占IByte，小數(shù)局部IByte,溫度整數(shù)局部IByte，小數(shù)局部IByte。其中，濕度為高16位。最后IByte 為和。卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，超低功耗。4引腳安裝，超小尺寸。各型號(hào)管腳完全可以互換。測(cè)量濕度圍從20%RH到90%RH測(cè)量溫度圍從0C到50C。適用圍包括恒濕控制，消費(fèi)家電類產(chǎn)品，溫濕度計(jì)等領(lǐng)域圖3 3-1 DHT11外形及引腳說明3 DHT11引腳說明及工作原理傳感器管腳方向識(shí)別：正面有通氣孔的一面看過去，從左到右依次為1、2、 3、 4 腳表33-2引腳說明引腳號(hào)引腳名稱類型引腳說明1VCC電源正電源輸入，3V-5.5V DC2Dout輸出單總

47、線。數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳3NC空空腳。擴(kuò)展未用4GND地電源地?cái)?shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式。即單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte40Bit丨組成。一次通訊時(shí)間最大3ms數(shù)據(jù)分 小數(shù)局部和整數(shù)局部，具體格式在下面說明。DATA用于微處理器與DHT11之間 的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，當(dāng)前小數(shù)局部用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為0。 操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)和，校驗(yàn)和數(shù)據(jù)為前四個(gè)字節(jié)相加。DHT11傳感器是通過奧松電子開發(fā)的單總線協(xié)議和上位機(jī)控制器進(jìn)展數(shù) 據(jù)通信。DHT11傳感器需要嚴(yán)格的讀寫協(xié)議來確保數(shù)據(jù)的完整性。整個(gè)讀寫分為，上位機(jī)發(fā)送起始信號(hào)，上位機(jī)接收下位機(jī)發(fā)來的握手響應(yīng)信號(hào)，讀0和讀1四個(gè)步驟。所有的信號(hào)除主機(jī)啟動(dòng)復(fù)位信號(hào)外，全部都由DHT11產(chǎn)生。通過單總線訪問DHT11順序歸納如下：1）主機(jī)發(fā)開場(chǎng)信號(hào)2）主機(jī)等待接收DHT11響應(yīng)信號(hào)3）主機(jī)連續(xù)接收40Bit的數(shù)據(jù)和校驗(yàn)和4）數(shù)據(jù)處理4 DHT11與單片機(jī)連接的設(shè)計(jì)DHT11數(shù)字濕度傳感器連接電路簡(jiǎn)單，只需要占用控制器一個(gè)I/O 口即可完