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1、 学科分类号 本科生毕业论文(设计)题目（中文）：基于单片机的室内温湿度监控系统设计与研究 （英文）：Study and design of indoor temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer学生姓名：学号： 院别： 专业： 指导教师：起止日期：年 月 日怀化学院本科毕业论文(设计、创作)诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科毕业论文(设计、创作)，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，论文(设计、创作)不含任何其他个人
2、或集体已经发表或撰写过的成果。对论文(设计、创作)的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。本科毕业论文（设计、创作）作者签名：年 月 日目 录摘 要1关键词 Abstract11 绪论31.1课题的目的和意义31.2国内外温湿技术及其发展趋势71.3 主要内容72 方案比较和选择92.1湿度传感器的选择102.2单片机的选择113 系统总体框图设计123.1 硬件系统的的原理方框图123.2 系统工作原理123.3湿度传感器123.4信号分析与处理123.5其他硬件模块124 软件设计134.1 主程序流程图134.2 DHT11流程图134.3
3、键盘扫描子程序流程图135总结136参考文献13致谢13附录A 系统总体电路图13附录B 系统源代码13 基于单片机室内温湿度监控系统的设计与研究摘 要本文采用STC89C52单片机、DHT11传感器、1602LCD显示屏和继电器控制等模块,完成温湿度测试和控制任务，其关键部分为（1）温湿度传感器DHT11实时测试温度、湿度。（2）判断采集的数值与设置值是否一致，并控制继电器进行下一步的控制。上述设计可以在室内连续地检测空气湿度、环境温度，并进行自动控制和视觉显示。解决了人工测量不能连续进行测量的弊端,省时省力节省工作量,并且测量准确减少因人工失误造成不必要的损失。关键字湿度传感器、 数字温度
4、传感器、 单片机Study and design of indoor temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputerAbstractThrough the use of STC89C52 single chip, DHT11 sensor module, 1602LCD display module and relay control module, the requirements of temperature and humidity detection and control ar
5、e realized. The main contents are (1) temperature and humidity of temperature and humidity sensor DHT11 in real time. (2) judge whether the value of the acquisition is consistent with the setting value, and control the relay to control the next step. The above design can continuously detect air humi
6、dity and ambient temperature in the room, and carry out automatic control and visual display. It solves the drawbacks of manual measurement that can not be measured continuously, saves time and effort, saves workload, and measures accurately to reduce unnecessary losses caused by manual errors.Key w
7、ordsSCM；humidity sensors；digital temperature sensors； relay control1 绪论1.1课题的目的和意义本设计在现实生活非常实用，这是一个非常好的锻炼课题，它能使我们的学生充分利用他们所学的知识。本设计主要研究室内温室度监控，它类似于简单空调的设计,充分掌握空调运作理论设计方式；使用物理常识设计控制温湿度变化的设施；温度与湿度参数可以从传感器器处得到，51单片机控制编程完成设计智能化以及进行控制,且对最终效果实施仿真分析1。科学技术的不断进步与发展，功能齐全的设施不断出现，各个产业的要求也开始对温湿度提出更加严苛的标准。之前的测试将人
8、工当做重点，人工巡查记载状态与数据。在这种落后的模式下，效率不高，并且一定程度上造成了人力资源的浪费,因为科学的缺失造成了许多重大事故。智能监控体系可以很好的避免传统模式下的缺点且更为准确及时2。其运转模式为:首先感应环境温度和湿度，然后传送数据给单片机判断数据是否异常;如果感应的温度和湿度异常,则调整措施;如果超出异常时间 ,异常信号输出到报警;假如异常处置结束,假如处置结束,警报会被解除,被解除。这样,控制器可查看到室内温度以及湿度,进而完成对屋内温度以及湿度的高效管理。 所以本设计也具备现实价值3。1.2国内外温湿度监控技术及其发展趋势 科学技术的发展水平不断提高。在生活水平与环境上人们
9、也有了更高的追求。其中一个典型的例子是温度和湿度控制。因此，快速、方便、可靠的温湿度检测系统可以在当前的生活中使用。特别是在重实验中，如果数据检测不准确，会发生很多生产事故。目前，温度和湿度检测系统通常采用水银、酒精或煤油，精度为1摄氏度，用物理模拟方法检测湿度。传统的温湿度检测仪一般都有很密的刻度间隙，难以区分和读数。由于其热容量较大，热平衡时间相对较长，因此测量数据不准确，使用不便4。在温湿度控制的研究发展较晚在国内。自上世纪80年代以来,在引进,在吸收国外高技术的温湿度监测技术的基础上,对单一环境因素的控制技术,如温度、湿度、温室内二氧化碳浓度等我国分析也得到了良好的成就5。二十世纪末期
10、，北京农业大学设计的WJG-1型实验温室环境计算机管理系统,由于只是开展单因子控制因此操作性以及稳定性等部分存在一定的问题6。随着温湿度传感器的发展渐趋于系统、集成、智能化的方向，温湿度测量技术也在不断日益进步，通过对环境湿度和温度的监控测量来适用于包括农业生产、气象监测、国防科研、航天部门等多个领域，不仅如此，在食品安全、造纸工业以及生物制药领域，温湿度测量技术发挥着更加至关重要的作用。在温湿度测量技术中，二者之间也存在着区别，作为相对独立的测量温度而言，湿度的测量来讲却存在相对依赖，不仅会受到大气压强的影响，而且温度的变化也会作用于湿度，由此可见，在测量方法方面，湿度的测量显然要比温度的测
11、量更具复杂性。随着科学技术的不断发展创新，现如今成熟的温湿度的测量技术产品也层出不穷。1.3本论文主要研究内容1.温湿度数据不间断测试和呈现。传感器每两秒测试且更新一回，且利用液晶屏呈现出来。2.报警阈值的手动设置。温湿度上下限的设定可以通过键盘设置，设计更加智能化、人性化实用价值大大提高。3.在温湿度超出设定阈值的时候继电器自主启动且驱动负载。此外指示灯显示部分正常运作，阈值存放在AT24C02内，具备断电保存功能。4.设计可以用于室内、粮仓等地方实现智能控制，温度超过最高上限需要降温，湿度超出上限除湿，温度过低增热，湿度过低增湿。2 方案选择2.1 温湿度传感器的选择测量空气湿度的方法有很
12、多，其中的原理是间接获得空气水分和周围空气的湿度，这是基于某种物质从空气中吸收空气所引起的物理或化学变化。电容式、电阻式和湿涨式湿敏元件是在湿度变化的基础上根据介电常数、电阻率和聚合物材料体积的变化来测量的。DHT11数字温湿度传感器是包含已校准数字信号输出的重要设备。其使用单独数字模块采集科技与温湿度传感科技，保证产品具备较高的稳定性和科学性。传感器主要由电阻式感湿以及NTC测温元件构成，且和高性能8位单片机彼此联系。所以此产品质量较高、效率高、抗干扰水平高、成本低等优势。不同DHT11传感器均在相对精准的湿度校验室内开展校准。校准系数主要以程序方式存放在OTP内存中，设备内部在测试信号的整
13、个时期需要调用上述系数。单线制串行接口，提高内部集成的便利性。较小体积、较少损耗，信号传播距离超过二十米，让其变成多种应用乃至相对苛刻的应用领域的最佳选择。主要使用 4 针单排引脚封装。连接便利，此外可依照现实需求进行修改。2.2单片机的选择在大部分垫子设计内依照性价比情况需要将8位单片机当做最佳方式。当前，其在我国依旧占据关键位置。MCS51的硬件结构导致其指令系统不会出现细微变化，工作人员只要重视芯片内部资源的比较，易于选择不同公司的不同产品。 STC89C52属于低损耗、性能齐全的CMOS8位微处理器，具备8K可编程Flash。使用高密度非易失性记忆技术生产，全部兼容工业80C51设施的
14、大部分指令内容。其中,内部存储器支持系统内编程，此外也可以使用普通方式。在单芯片上,其具备自由8位CPU和在线系统可完成闪存任务,促使其为大部分控制系统寻找到高效且稳定的处理方案。3 系统硬件设计3.1 硬件系统的的原理方框图该方案以STC89C52单片机为核心,实时控制和检测温度和湿度。它具有独立地执行其自身功能的检测单元，根据主控制器发出的指令实时筹集温度与湿度信息。主控制机主要下发控制指令，不同检测单元接受上述指令，筹集具体信息，筹集测试信息，此外也汇总和显示最终结果。包括单片机最小系统的设计、温湿度检测、复位电路、键盘和显示电路、系统软件等。系统的的原理方框图如图1： 图一 系统原理图
15、 3.2 系统工作原理设计的主要功能模块有控制面板、LCD显示屏、温湿度传感器执行器等。利用干燥器和空调器快速加热或冷却室内空气,提高或降低空气湿度。其工作原理如下:1电源连接到系统后，温湿度传感器开始接收室内空气温度和湿度信号。同时，系统检测用户是否设置了温度和湿度的上下界。如果没有设置，则默认设置系统。2。控制板已经有这些信号作为开始控制工作的基础。判断房间里的温度。如果温度低于25摄氏度的温度,启动空调暖室内。如果温度高于系统28 摄氏度的默认温度,则打开制冷设备给室内降温。然后系统读取当前环境湿度值,假如湿度值低于默认数值45%,此时开启加湿器进而提高内部湿度;假如湿度值超过默认数值65%,此时开启烘干机来降低内部湿度。当室内温度和湿度达到用户设定或系统默认值时,继电器及其负载停止工作，进入
