大鹏温湿度的控制与实现

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）大棚温湿度自动控制系统的设计 摘 要温室设施是农业的重要组成部分，温室大棚测控系统是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物在不适宜生长的反季节中，可获得比室外生长更优的环境条件，从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。本设计主要针对温室大棚内温度、湿度，研制了单片机控制的温室大棚自动控制系统,综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求三个方面因素之后，最终确定以STC89C52单片机为控制核心，选用性价比比较高的传感器，实现了对温湿度的精确测量与准确控制。针对不同的农作物和不同的季节，可以通过键盘人为设定

2、农作物生长所期望的上、下限值。当单片机检测到温湿度有任何一个参数越限时，则会通过控制固态继电器打开相应的执行机构进行补偿。本文完成了系统的软硬件设计。在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。该温室大棚温湿度自动控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，不仅可以应用在农业大棚，也可以应用在恒温湿的机械加工厂、室内环境监测等方面，所以具有一定的推广应用价值。关键词：温度,单片机,数据采集,数据库Greenhouse Temperature and Humidity Control System DesignABSTRACT Greenhouse fac

3、ilities are an important part of agriculture, greenhouse control system is to achieve greenhouse production and management automation, scientific basic guarantee. Through the analysis of monitoring data, combined with crop growth law, control of environmental conditions suitable for growing the crop

4、 in the off-season, the availability of better than the outdoor environmental conditions, so that the crop to achieve high quality, high yield, efficient cultivation purpose . The design mainly for greenhouse temperature, humidity, developed a single chip control greenhouse automatic control system,

5、 determine the next crew to STC89C52 microcontroller as the control center relatively high cost of sensors used to achieve accurate measurement of temperature and humidity control and accuracy. For different crops and seasons, can be artificially set by the keyboard expected crop growth, the lower l

6、imit. When the microcontroller detects a parameter of temperature and humidity have any time-limited, it will open the corresponding solid state relay through the control of the executive body to compensate. This complete software and hardware design. In the system design process to fully take into

7、account price, selection, stable performance of the components. The greenhouse temperature and humidity control system with high precision, easy low cost and reliable, and job stability, not only can be used in agricultural greenhouse, temperature can also be used in wet mechanical processing plants

8、, environmental monitoring . the value of a certain application。KEY WORDS：Temperature，Scm，Data acquisition，Data base Report 19目录前言1第1章 绪论21.1 研究的背景和意义21.2 温度传感器技术的国内外研究动态21.3 湿度传感器技术的国内外研究动态31.4本课题的主要研究目标及内容5第2章 系统的硬件设计62.1总体设计62.2 主要器件介绍62.2.1 STC89C52介绍62.2.2 DS18B20介绍62.2.3 湿度传感器HS1101介绍72.2.4 液晶

9、1602A介绍92.3 温度采样电路设计112.3.1 温度传感器的讨论与选择112.3.2 温度采样原理及电路122.4 湿度采样电路设计122.4.1 555定时器的介绍及原理122.4.2 湿度传感器的讨论与选择142.4.3 湿度采集原理及电路15第3章 系统的软件设计173.1 控制软件设计173.2 湿度传感器HS1101的软件设计18结论19谢 辞20参考文献21附录22外文资料翻译32前言大棚对一个国家整个社会的稳定有着重大的影响。科学技术是第一生产力，只有持续不段的把最新的科技成果应用到农业的生产中,才能改善我国农业的不利地位。自动检测已经进入计算机为主的时代。我国的农业要由

10、传统农业生产方式向现代农业生产方式转变，就必须由现在的机械化向信息化转变。蔬菜的存储也是一样。本文提供了一种单片机等组成的全数字温湿度监控系统，能实时监测大棚温湿度，并根据所测数据检测空调器、除湿机等设备运行，确保大棚合适的温湿度，使大棚的温湿度在我们设定的范围之内。随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段传感器技术和微机技术以及与之具有同等重要地位的软件技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。尤其是他们的结合使用给日常生活带来了很多便利。第1章 绪论1.1 研究的背景和意义中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用

11、技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调

12、节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、 小规模， 要在大棚内引人自 动化控制系统，改变全部人工管理的方式，就要考虑系统的成本。因此，针对这种状况，结合郊区农户的需要， 设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。1.2 温度传感器技术的国内外研究动态一、热敏电阻以温度变化导致阻值的变化为工作原理的热敏电阻，因其具有

13、成本低、体积小、简单、可靠、响应速度快、容易使用等特点，在多项温度测量应用中受到广泛欢迎，也是国内大棚测控系统中采用最多的温度传感器，热敏电阻的电阻温度系数较高，因此其自身发热较小，信号调节较为简单。热敏电阻的缺点是互换性差，温度与输出阻值之间呈非线性关系IZ1。热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻两种，但在温度测量应用中，正温度系数热敏电阻较少得到采敏电阻。更多采用的是负温度系数热敏电阻。二、数字式温度传感器数字式温度传感器的种类也不少，但用于大棚测控系统的温度传感器主要是Dallas的DS 18x20系列温度传感器，其温度检测范围为-55-+125 C，检测精度为0.5 。

14、DS18B20采用1-WireTM接口，封装形式有PR-35和SSOP-16两种，粮情测控系统中采用的是PR-35封装DS18B20采用9个位表示测温点的温度值，每个DS18B20内部都设置有一个单一的序列号，因此可以使多个DS 18x20共存于同一根数据传输线上。DS18B20内部分为4个部分:1.64位序列号；2.保存临时数据的8字节片内RAM；3.保存永久数据的2字节EEPROM ；4.温度传感器。三、光纤传感器光纤温度传感器是近几年发展的新技术，也是工业中用的最多的光纤传感器之一。目前研究的光纤温度传感器主要有辐射式温度传感器、半导体吸收式温度传感器、光纤热色传感器等。光纤温度传感器的

15、精度更高，但成本较贵。1.3 湿度传感器技术的国内外研究动态近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度崛度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。一、湿敏元件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膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电阻的种类很多，例如金属氧化物湿敏电阻、硅湿敏电阻、陶瓷湿敏电阻等。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品

16、的互换性差。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酞亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比.湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好、响应速度快、湿度的滞后量小、便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度一般比湿敏电阻要低一些。国外生产湿敏电容的主要厂家有Humirel公司、Philip公司、Siemens公司等。以Humirel公司生产的HS1100型湿敏电容为例，其测量范围是(1 %-99% ) RH，在55% RH时的电容量为180pF(典型值)。当相对湿度从0变化到100%

17、时，电容量的变化范围是163pF-202pF。温度系数为0.04 pF/ C，湿度滞后量为1.5%，响应时间为5s。除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件(利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率)、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。二、集成湿度传感器目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywe公司(H1H-3602, HIH-3605, HIH-3610型)，Humirel公司(HM 1500, HM 1520, HF3

18、223 , HTF3223型)，Sensiron公司(SHT11,SHT15型)。这些产品可分成以下三种类型:1线性电压输出式集成湿度传感器典型产品有HIH3605/3610, HM1500/ 1520。其主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度成比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。2线性频率输出式集成湿度传感器典型产品为HF3223型，它采用模块式结构，属于频率输出式集成湿度传感器，在55% RH时的输出频率为8750Hz(典型值)，当相对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配

19、数字电路或单片机、价格低等优点。3频率/温度输出式集成湿度传感器典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用负温度系数(NTC)热敏电阻作为温度传感器。当环境温度变化时，其电阻值也相应改变并且从NTC端引出，配上二次仪表即可测量出温度值。1.4本课题的主要研究目标及内容设计的任务主要实现大棚温湿度的测量与控制。数据采集模块利用单片机实现温度实时采集、湿度实时采集、电路状态信号采集及数据预处理；数据传输模块将检测信号传输到计算机；计算机I/O接口为计算机与外部数据连接的硬件支持。当数据进入计算机后，经数据处理子程序、温湿度控制子程序输出系统控制信号，并

20、通过计算机I/O接口输出；输出信号驱动相应的驱动电路，分别控制加热电路及风扇电路，实现对大棚温、湿度的实时监测及控制；程序实时监测系统状态；实现对温湿度的自动控制。第2章 系统的硬件设计2.1总体设计本系统的设计主要是实现通过温湿度传感器将采集到的数据，一方面将数据送到单片机处理，与设定的温湿度的上下限进行比较，检测的温湿度在设定的区间内，显示温湿度工作正常，不在设定的区间，将会产生报警提示，会产生报警信号，并且驱动相应的驱动电路进行控制。另一方面，当温湿度不在设定的区间时产生报警信号，使大棚的温湿度在我们设置的理想状态，在不同的环境，要求的上下限不同，所以要有键盘可以改变上下限温湿度的值，这

21、样就可以按照设计的要求来改变上下限，满足设计的要求。2.2 主要器件介绍2.2.1 STC89C52介绍 STC89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS的8位单片机，片内含有8K bytes的可反复檫写的只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器器件采用ATMEL公司的高密度，非意识性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8054 系列残品引脚兼容，片内置通用的8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大STC89C52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。其主要的性能参数： （1）与MCS-51产品指令和引脚完全兼容。 （2）8K字节可重复擦写。2.2.2

22、DS18B20介绍DS18b20数字温度计提供9位的温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或者从DS18B20送出，因此从中央处理器到DS18B20仅需连接一条线（和地）。读写和完成温度的转换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。因为每一个DS18B20有唯一的系列号（silicon serial number）,因此多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方安置温度灵敏器件。此特性的应用发内包括HVAC环境控制，建筑物，设备或机械内的温度检测，以及过程监视和控制中的温度检测。 其特性如下： (1)独特的单线接口，只需1个接口引脚即可

23、通信。 (2)多点能力使分布式温度检测应用得以简化。 (3)不需要外部元件。 (4)可用数据线供电。(5)测量范围从-55 至+125 ，增量值为0.5 等效的华氏温度范围是-67F至257F增量值是0.9F。 (6)以九位数字值方式读出温度。 (7)在一秒（典型值）内把温度变换为数字。 (8)用户可定义的，非易失性的温度告警设置。 (9)告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件（温度告警情况）。 (10)应用范围包括恒温控制，工业系统，消费类产品，温度计或任何热敏系统。其引脚说明如下表2-1：表2-1引脚说明引脚8脚SOIC引脚PR35符号说明51GND地42DQ单线运用的数据输入/

24、输出引脚：漏极开路见“寄生电源”一节。33Vdd可选Vdd引脚。有关连接的细节见“寄生电源”一节。2.2.3 湿度传感器HS1101介绍温度检测采用HS1101型温度传感器，HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器，采用独特的工艺设计。HS1101测量湿度采用将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化砖换成电压频率信号，可以直接被微处理器采集。湿度传感器HS1101/HS1100基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用于办公自动化、车厢内空气质量控制、家电、工业控制系统等。在需要湿度补偿的场合他也可以得到很大的应用。 与其他产品相比，有着

25、显著的优点：1.全互换性在标准环境下不需校正； 2.长时间饱和下快速脱湿； 3.自动化焊接，包括波峰焊或水浸； 4.高可靠性与长时间稳定性； 5.专利的固态聚合物结构； 6.适用于线性电压输出和线性频率输出两种电路；7.可用于线性电压或频率输出回炉； 8.快速反应时间； 9.最大参数值 （Ta=25 除非特别标定） 工作温度 Ta -40100 ，储存温度 Tstg -40125，供电电压 Vs10Vac，湿度范围 RH 0100%RH ，焊接时间T=260t10S 特征参数： (Ta=25,10KHz,除非特别标定) 特征参数 符号 Min Typ Max 单位 湿度测量范围 RH 1 99

26、 5 供电电压 Vs 5 10 V 标称电容55%RH C 177 180 183 pF 温度效应 Tcc 0.04 pF/ 平均灵敏度(33%75%RH) C/%RH 0.34 pF/%RH 漏电流 Ix 1 mA 恢复时间150小时结露 10 s 迟滞 +/-1.5 % 长时间稳定性 0.5 %RH/yr 反应时间 5 S 曲线精度（10%-90%） +/-2 %RH 2.2.4 液晶1602A介绍1主要参数：表2-2 主要参数显示容量16X2字符芯片工作电压4.5-5.5V工作电流2.0mA（5.0V）模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.95X4.35（WXH）mm 2接口信号说明：表2

27、-3 接口信号编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2Data I/O2VDD电源正极10D3Data I/O3VL液晶显示偏压信号11D4Data I/O4RS数据/命令选择端（H/L)12D5Data I/O5R/W读/写选择端（H/L）13D6Data I/O6E使能信号14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正极8D1Data I/O16BLK背光源负极3指令说明：（1）显示模式设置 表2-4 显示设置指令码功能00111000设置16×2显示，5×7点阵，8位数据接口表2-5指令设置指令码功能00001DCBD=1 开显示；D=0

28、 关显示C=1 显示光标；C=0 不显示光标B=1 光标闪烁；B=0 光标不显示000001NSN=1 当读或写一个字符后地址指针加一，且光标加一N=0 当读或写一个字符后地址指针减一，且光标减一S=1 当写一个字符，整屏显示左移（N=1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果。S=0 当写一个字符，整屏显示不移动（2）数据控制控制区内部设有一个数据地址指针，用户可以通过它们来访问内部的全部的80字节RAM其数据指针的设置如下：表2-6指令设置指令码功能80H+地址码（0-27H，40H-67H）设置数据地址指针4 其他设置：表2-7 其他设置指令码功能01H显示清屏：1.数据指针

29、清零 2所有显示清零02H显示回车：1.数据指针清零5 初始化过程（复位过程） a.延时15ms b.写指令38H（不检测忙信号） c.延时5ms d.写指令38H（不检测忙信号） e.延时5ms f.写指令38H（不检测忙信号） g.写指令38H：显示模式设置 h.写指令08H：显示关闭 j.写指令01H：显示清屏 k.写指令06H：显示光标移动设置 l.写指令0CH：显示开及光标设置2.3 温度采样电路设计2.3.1 温度传感器的讨论与选择方案一：采用二极管做温度传感器晶体二极管或三极管的PN结的结电压是随温度而变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1度时，下降-2mV，利用这种特性

30、，一般可以直接采用二极管（如玻璃封装的开关二极管1N4148）或采用硅三极管（可将集电极和基极短接）接成二极管来做PN结温度传感器。这种传感器有较好的线性，尺寸小，其热时间常数为0.2-2秒，灵敏度高。测温范围为-50-+150。同型号的二极管或三极管特性不完全相同，因此它们的互换性较差。方案二：用可编程器件DS18B20做温度传感器DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 DS18B20产品的特点：（1）.只要求一个端口即可实现通信。（2

31、）.在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。（3）.实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。（4）.测量温度范围在55度到125度之间。（5）.数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。（6）.内部有温度上、下限告警设置。通过比较和对本次设计要求的的考虑，决定采用方案三用可编程器件DS18B20做温度传感器。2.3.2 温度采样原理及电路利用DS18B20温度传感器进行温度采样。它用单总线协议和单片机实现通讯，单总线协议是采用单根信号线，既可传输时钟，又能传数据，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有线路简单。 温度采样电路：图2-1 温度采集电路2.4 湿度采样电路

32、设计2.4.1 555定时器的介绍及原理555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 3-18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制

33、等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。图2-1 555定时器555定时器两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2VCC /3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于VCC /3时，触发器置位，

34、555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。VCC是控制电压端（5脚），平时输出2VCC /3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。2.4.2 湿度传感器的讨论与选择方案一：采用湿度传感器 HS1101湿度传感器 HS1101 基于独特工艺设计的电容元件，这些相对湿度传感器可以大批量生产。可以应用

35、于办公自动化，车厢内空气质量控制，家电，工业控制系统等。在需要湿度补偿的场合他也可以得到很大的应用。 其特点：1.全互换性在标准环境下不需校正 2.长时间饱和下快速脱湿 3.可以自动化焊接，包括波峰焊或水浸 4.高可靠性与长时间稳定性 5.专利的固态聚合物结构 6.可用于线性电压或频率输出回炉 7.最大参数值（Ta=25 除非特别标定） 8.工作温度 Ta -40-100 9.储存温度 Tstg -40-125 特征参数： 1.基于独特工艺设计的电容元件，专利的固态聚合物结构 2.高精度：±2%RH，极好的线形输出 3.量程：199%RH，宽工作温度范围 60-140(HS1101L

36、F),40-100(HS1101) 4.湿度输出受温度影响极小，常温使用无须温度补偿 5.响应时间 5秒 ，浸水或结露后10秒钟迅速恢复 6.抗静电，防灰尘，有效抵抗各种腐蚀性气体物质 7.长期稳定性及可靠性，年漂移量 0.5%RH/年 8.互换性好 9.电容与湿度变化 0.31pf/%RH(HS1101LF)，0.3431pf/%RH(HS1101),典型值180pf55%RH方案二：型湿度传感器在非电物理量的检测中，湿度的测量是比较困难的。湿度信号的传递必须靠水对湿敏元件直接接触来完成，因此湿敏元件只能直接暴露于待测环境中，而不能密封，这些都导致湿度传感器的寿命较短。目前已有几十种湿敏器件

37、，按感湿材料来分，大致有四类:电解质、半导体陶瓷、高分子和其它。本系统需要检测温室内空气的相对湿度，它是绝对湿度和饱和湿度之比。根据温室湿度控制的特点，本系统中湿度传感器选用型湿度传感器。型湿度传感器属于电容型的高分子材料制成的湿敏元件，它的传感功能是通过高分子聚合物在吸湿后而引起介电常数的变化来完成的。它具有线形度好、滞后性小、响应快以及能在较寒冷的环境中使用等优点，其主要的特性参数为:1.工作环境温度:-30- +80 ；2.相对湿度测量范围:0-100%RH ；3.测湿精度:士4%RH。2.4.3 湿度采集原理及电路原理分析：电源电压工作范围是UCC=3.5- 12V，利用一片CMOS定

38、时器TLC555，配上HSll01和电阻R2、R4构成单稳态电路，将相对湿度值变化转换成频率信号输出，输出频率范围是7351-6033Hz，所对应的相对湿度为0100，当RH=55时，f=6660Hz，输出的频率信号可送至数字频率计或检测系统，经整理后送显示。R6为输出端的限流电阻，起保护作用。通电后,电源沿着VCCR7R8C对HS1101充电。经过t1时间后湿敏电容的压降VCC就被充电到TLC55的高触发电平(Uh=0.67Ucc)，使内部比较器翻转，OUT的输出变成低电平。然后C开始放电，放电回路为CR8D内部放电管脚,经过t2时间后，VCC降到低触发电平(Ul=0.33Ucc)，内部比较

39、器再次翻转，使OUT端的输出变成高电平。这样周而复始的进行充放电，形成了振荡。 湿度采集电路：图2-3湿度采集电路第3章 系统的软件设计3.1 控制软件设计控制本设计的主程序流程图如下图3-1所示：开始初始化采样温度送入单片机显示温度值与设定值相等是 控制报警否 采样湿度送入单片机显示湿度值与设定值相等是 控制报警否 扫描键盘结束图3-1 主程序流程图该程序首先进行初始化，采样温度信号并对温度进行滤波后，直接由DS18B20送入单片机通讯。并有液晶显示器显示温度。测得温度至与温度设定值进行比较，判定是否相等。若相等惊醒控制程序报警。若不相等进行适度比较。然后进行湿度的报警，若不想等进行键盘扫描

40、后，进行程序的返回和结束。3.2 湿度传感器HS1101的软件设计测湿开始复位HS1101否跳过ROM命令转换完毕是 复位HS1101发匹配ROM命令读湿度值送单片机 图3-2 湿度传感器程序流程图该程序首先复位，然后跳过ROM指令进行转换，转换完毕复位HS1101或回到初始位置，再发送ROM指令，读出湿度值，最终送入单片机。结论该系统在李老师的指导下和同学们的帮助下已经完成，能够实现一定的功能，并且得到课题老师的肯定，我感到十分的欣慰。在这次毕业过程中，但是由于我自身的知识储备的的不足，以及自己没有深入基层的调查和实际研究，这项系统在实验室内完成，各项指标均达到了设计的要求，而且温湿度的数据

41、采集比较准确，系统工作良好，由于没有拿到现实中进行测试，所以这项系统在实际中是否可以达到预期的目标，还有待于进一步的论证。由于温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1101采集的数据要实时的传送到单片机，让程序进行实时的处理数据，这样处理的信号就能将控制信号，进行风扇和加湿器的控制了，进行数据的传输了，我将对风扇和加湿器的控制改为对用单片机进行控制，这样控制的比较准确。系统的其他部分按照题目的要求来做的，工作正常，比较稳定。谢 辞在课题设计和论文撰写过程中，我的指导老师李春娟老师给了我很大的帮助。李老师让我不仅得到了知识，而且养成了良好的工作和学习习惯，为以后的工作和研究打下了坚实的基础，如

42、果没有她的帮助，我的很多工作将无法完成的，不论现在还是将来她永远是我的楷模。我还要感谢三年来在学习上帮助过我的老师和同学。在做设计和论文期间，我还要感谢我们小组的成员刘卫丽、程楠、徐立兵同学给我的宝贵意见。参考文献1 李朝青. 单片机原理及接口技术.第三版. 北京: 北京航空航天大学出版社, 20062 谭浩强. C程序设计.第三版. 北京: 清华大学出版社, 20053 邵裕森. 过程控制及仪表(修订版). 上海: 上海交通大学出版社, 19954 邵裕森, 戴先中. 过程控制工程. 机械工业出版社, 20095 王艳芳. 微型计算机控制技术实用教程. 北京: 电子工业出版社, 2006.1

43、6 李群芳. 单片微型计算机与接口技术. 北京: 电子工业出版社, 20017 周泽魁. 控制仪表与计算机控制装置. 化学工业出版社, 20028 张永德. 过程控制装置. 化学工业出版社, 20009 王洪明. 基于DS1B820的储粮温度检测系统的设计. 经济技术协作信息, 200310蔡杏山. 零起步轻松学Protel 99 SE电路设计. 北京: 人民邮电出版社, 2007.111林敏, 于忠得. HS1100/1101电容式湿度传感器及其应用, 仪表技术与传感器, 200112梅宏斌, 阎明印. C语言基本编程教程M. 陕西电子杂志社, 199413黄松龄, 吴 静. 虚拟仪器设计基

44、础教程. 北京: 清华大学出版社，2008.1014黄继昌. 传感器工作原理及应用实例M. 北京: 人民邮电出版社，199815Gary W.Johnson, Richard Jennings著, 武嘉澍, 陆劲昆译. LabVIEW图形编程. 北京: 北京大学出版社, 200216王宏文. 自动化专业英语教程. 机械工业出版社, 200917赵静鹏. 学术英语教程M. 北京: 国防工业出版社, 199536附录附录1 总原理图附录2#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit r

45、s=P21;sbit rw=P22;sbit lcden=P20; /定义1602端口sbit DQ = P36; /定义温度传感器DS18B20通信端口 sbit BZ = P37;sbit key1=P32;sbit key2=P33; sbit key3=P10; sbit key4=P11; sbit key5=P12; sbit key6=P13; uint t,wendu,flag; uint num1=200,num2=400;uchar code table="Wendu is "uchar code table1="Shidu is "

46、void send_init()TMOD=0x20;TH1=0xfd;TL1=0xfd;TR1=1;REN=1;SM0=0;SM1=1;EA=1;ES=1; void delay(uint z) uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-); /延时1Sdelay(5); void delay1(uint i) while(i-);void write_com(uchar com) rs=0; /输入指令lcden=0; /执行指令P0=com;delay(5);lcden=1; /读取信息delay(5);lcden=0; /执行指令void

47、 write_date(uchar date) rs=1; /输入数据lcden=0;P0=date;delay(5);lcden=1;lcden=0; void init_1602() uchar num;lcden=0;rw=0;write_com(0x38);/设置点阵8位数据接口write_com(0x0c);/开显示，不显示光标write_com(0x06);/地址指针加一write_com(0x01);/刷新，全部清零write_com(0x80);/给地址，表示从第一行开始写for(num=0;num<9;num+) write_date(tablenum);delay(5

48、);write_com(0x80+0x40);/第二行for(num=0;num<9;num+) write_date(table1num);delay(5); void D_init()/DS18B20初始化 uchar x=0; DQ=1; delay1(8); DQ=0; delay1(80); DQ=1; delay1(14); x=DQ; delay1(20); void D_w(uchar s)/DS18B20写命令 uchar i=0;for(i=8;i>0;i-) DQ=0; DQ=s&0x01; delay1(5); DQ=1; s=s>>1;

49、 uint D_r(void) /DS18B20读数据 uchar i=0; uchar s=0; for(i=8;i>0;i-) DQ=0;s=s>>1;DQ=1;if(DQ)s|=0x80;delay1(4); return(s); readT(void)/DS18B20读数据整体处理 uchar a1=0; uchar b1=0; uint t=0; D_init(); D_w(0xcc); /skip rom D_w(0x44); /Convert T D_init(); D_w(0xcc); D_w(0xbe); /Read Scratchpad a1=D_r();

50、 /LSB b1=D_r(); /MSB t=b1; t<<=8; t=t|a1; t=t*0.625; return(t);void TDisp1() uchar bai,shi,ge,sf;bai=wendu/1000+'0'shi= (wendu/100)%10+'0' ge=(wendu/10)%10+'0'sf=wendu%10+'0' write_com(0x80+0x09);write_date(bai);write_com(0x80+0x0a);write_date(shi);write_com(0x8

51、0+0x0b);write_date(ge);write_com(0x80+0x0c);write_date(0x2e);write_com(0x80+0x0d);write_date(sf); ES=0; flag=0; SBUF=bai;while(!TI); TI=0;SBUF=shi; while(!TI); TI=0 ;SBUF=ge; while(!TI);TI=0;SBUF=0x2e;while(!TI);TI=0;SBUF=sf;while(!TI);TI=0;SBUF=num1;while(!TI);TI=0;SBUF=num2;while(!TI);TI=0;ES=1;vo

52、id TDisp2() uchar num11,num12,num21,num22;num11=num1/100+'0'num12=(num1/10)%10+'0'write_com(0x80+0x40+0x0b);write_date(num11);write_com(0x80+0x40+0x0c);write_date(num12);num21=num2/100+'0'num22=(num2/10)%10+'0'write_com(0x80+0x40+0x0e);write_date(num21);write_com(0x80

53、+0x40+0x0f);write_date(num22);void main() init_1602()D_init();send_init();发送 delay(40);while(1) wendu=readT();if(wendu<= num1)BZ=0;delay(1500);BZ=1; delay(1500);key5=0;if(wendu>num1&&wendu<num2) delay(500); key5=1; key6=1;if(wendu>=num2) BZ=0;delay(1500);BZ=1;delay(1500);key6=0;

54、if(key1=0) delay(500); num1=num1+10; if(key2=0) delay(500); num1=num1-10;if(key3=0) delay(500); num2=num2+10; if(key4=0) delay(500); num2=num2-10; while(!key1);delay(500); while(!key1); TDisp1(); TDisp2(); void ser() interrupt 4 RI=0; wendu=SBUF; flag=1;附录3#include "reg51.h" #define u

55、char unsigned char#define uint  unsigned int uchar  tem0 , tem1;                              uchar  temp0 , temp1;    &

56、#160;                     uint   f=0;                                                  /初值 /* 名称： timer0() * 功能： 定时器1，每50000us中断一次。* 入口参数：*/void timer0() interrupt 1