基于STC单片机的智能温湿度控制系统的设计的开题报告

20届毕业设计（论文）开题报告二级学院：班级：学生：学号：指导教师：职称：课题名称基于STC单片机的智能温湿度控制系统的设计课题类型毕业设计毕业论文起止时间开题报告（毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。）（毕业论文：含课题来源、研究价值，国内外研究现状，研究内容，研究方法，研究思路，论文提纲，预期目标，时间安排及参考文献等。字数为3000以上。）课题来源及现状课题来源：温度和湿度都是工农业生产中需要被控的参数，在具体的控制过程中，两者已经不再是相互独立的参数，而是相互关联的，需要在系统集成中综合考虑的量。利用单片机对温度、湿度进行控制，已经是系统集成化的需要。事实证明，借助单片机控制湿度和温度，具有控温、控释精度高、功能强大、价格低廉、体积缩小、简单灵活等优势。环境的监测与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。由于应用的场合不同监测对象的不同，其系统设计也是千差万别。在实际生活中此类系统有着广泛的应用，室温环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标，必须定期抽样检查室温环境温度和湿度，以便采取相应的措施。要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是以单片机为核心，配合温度传感器和湿度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情况。相比较常见的温湿度测量器，本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，实现了对温湿度的自动调节。在测量范围和精准度等方面都有了一定改良。温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度检测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而问世监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。二、国内外研究现状：目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛加之单片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。基于单机片的温湿度监测控制系统的设计研究较少。随着经济和社会的不断发展，人们对自己的生活环境越来越严格。（1）温度传感器智能温度传感器(亦称数字温度传感器)在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，温度计也越来越智能化。（2）湿度传感器湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业。湿度传感器主要分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都是在基片上涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附在感湿材料上后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了较大的发展。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。国内外各厂家的湿度传感器产品水平不一，质量价格都相差较大，用户如何选择性能价格比最优的理想产品确有一定难度，需要在这方面作深入的了解。现在国内市场上出现了不少国内外湿度传感器产品，电容式湿敏元件较为多见，感湿材料种类主要为高分子聚合物，氯化锂和金属氧化物。设计要求（1）以单片机为核心设置整个系统；（2）实现传感器采集的温湿度数据传输到单片机中进行数据分析处理，并启动相应设备调整温湿度。设计方案及技术路线大体的系统结构如下图所示：单片单片机控制单元LED数码显示模块语音报警模块温度传感器湿度传感器温湿度控制系统方框图如图所示。该系统可通过按键设置工作地点的温湿度阈值范围，由温湿度传感器实时采集温湿度参数，由AD转换模块对所采集到的温湿度模拟电压信号进行模数转换，并将转换后的数字量送入单片机进行存储和处理。在单片机内部对数字量进行分析后，将温湿度数值送到LED显示模块进行显示；同时在单片机中，将采集到的数据和预先设定的阈值范围进行比较，如果采集到的温湿度超过了安全线，则语音报警模块开始报警。传感器是温湿度测控系统中的关键部件，它的精度直接影响到整个测控系统的性能。若要准确地进行温湿度智能控制，选择合适的传感器十分重要。全面考虑各种情况，应选择精度比较高的传感器用作采集系统的敏感元件。预期目标完成模拟调试，了解自动控制器设计的一般工作流程与设计方法完成设定指标的自动调节；温度测量范围-25度~60度。精度为：0.5度；温度控制范围：10-40度，精度为：1.5度；湿度控制范围：40%-80%，精度为：5%；系统的调节时间：5分钟。工作内容及时间安排工作内容：（1）分析季节变换对于本地环境（温、湿度）变化规律；了解人类生活最佳环境状态；（2）选取对于人类生活环境温、湿度调节方案，构建环境变量（温、湿度）调节模型；（3）选取环境变量控制方案、分析其特性；（4）设计系统控制器（硬件、软件）；（5）完成调试与仿真。时间安排：1～2周查找资料，了解课国内外的研究现状，明确自己的工作目标及成果；3～6周确定基本原理及工作方案，开展初步论证；确定系统的软件流程图，并划分模块，明确各模块的功能；7～9周细化各模块的流程图，编写子程序，进行模块程序的调试；10～13周进行系统调试；13～15周对调试数据进行处理，撰写设计说明书。参考文献蔡用霞，吕小梁，卢佩基于AT89C51的温湿度控制系统设计科技信息2010钟晓伟，宋蛰存基于单片机的实验室温湿度控制系统设计林业机械与木工设备2010郭大川，张鹏基于单片机的温湿度控制系统广播电视信息2009卑璐璐，刘玉珍，黄凯无线温湿度监测系统设计世界科技研究与发展2009李兴山，翟卫青基于温湿度控制系统的研究安徽农业科学2009黄震宇温湿度控制系统设计粮食与食品工业2008王宝芹，范长胜，郭艳玲基于单片机的温湿度控制系统设计林业机械与木工设备2008杨学存，侯媛彬基于MSP430单片机温湿度控制器的实现煤矿机械2005马惠铖实验室温湿度控制系统的设计电子测试2013李俊，张晓东基于单片机的温湿度检测与控制系统研究微计算机信息2008王彬，杨磊任振辉一种基于单片机的温室控制系统的设计农业网络信息2010马明涛，马明宇大棚温湿度自动控制系统设计安徽农业科学2011指导教师