{仓库规范管理}小型仓库温湿度监控系统毕业设计

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1、 南京信息职业技术学院 毕业设计论文作者 陈龚 学号 10619s34 系部 电子信息工程系 专业 电子信息工程技术/电子商务 题目 小型仓库温湿度监测系统 指导教师 丁宁 评阅教师 徐瑞亚 完成时间： 2010 年 4 月 10 日 毕业设计(论文)中文摘要小型仓库温湿度监测系统摘要：仓库内要实现温湿度的精确控制必须进行多点测量。基于这一要求，本文采用多个数字温湿度传感器SHTll来设计仓库监测系统，以达到简化软硬件系统设计，提高测量精度的目的。首先介绍了SHTll的结构特点、接口电路和工作时序，然后确定了采用多个SHTll纽成的温湿度测量系统的软硬件设计方案，最后基于AT89S51单片机设

2、计了电路简洁、大大节省I/O口资源、具有现场独立显示和远距离通信功能的多点温湿度测量系统，并编写了PC机端直观的数据观测界面程序，为现代化仓库的集中管理提供了条件。关键词：SHT11；AT89S51；串口通信；仓库温湿度监测系统毕业设计(论文)外文摘要Title : Small Storage Temperature & Humidity Monitoring SystemAbstract：Multipoints monitoring is necessary for storage exact temperature & humidity controlling system For thi

3、s reason，we use several digital temperature & humidity sensors to design the storage monitoring system，It can make the software and hardware designing easier and the measuring precision higher Firstly，the paper，introduces SHTl1s structure characters，I/O connecting circuit and working schedule The sc

4、heme that how to design the software and hardware of temperature & humidity measuring system by using several SHTl1 is presented Initially，A temperature &humidity measuring system based on AT89S51 is designedThe advantages of the system are simple hardware，less I/O resource，selfdisplaying and long d

5、istance communicationFurthermore，A data observation interface in the PC terminal is programmed，which can provide A good condition for concentrative management of modern storageKeywords: SHTll；AT89S51；Connection to serial interface；Storage Temperature & Humidity Monitoring System目录一、引言51.1设计目的51.2设计要

6、求5二、系统总体设计62.1信号采集62.1.1温湿度传感器72.1.2 SHT11性能特点72.1.2 SHT11的功能管脚及实物82.1.3 SHT11内部结构和工作原理92.1.5 硬件设计92.1.6 软件设计112.2 单片机AT89S51162.2.1 单片机AT89S51的结构及组成172.2.2 单片机AT89S51的引脚182.2.3 存储器212.2.4Flash 闪速存储器的编程232.2.5 单片机最小系统的硬件电路282.3 通信模块292.3.1 RS-232、RS-485及其接口电路302.3.2 串口的基本接线方法322.4 电源模块332.4.1 芯片LM78

7、05332.5 硬件设计综述34三、软件设计353.1 AT89S51软件设计353.1.1 软件结构设计353.2 PC机数据接收界面设计38四、系统调试38结论致谢参考文献一、引言1.1设计目的防潮、防霉、防腐是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。

8、因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。 1.2设计要求一、基本功能 检测温度、湿度 实时显示温度、湿度 设定温湿度限定值 过限报警二、 主要技术参数 温度检测范围 ： 0+100（可软件调整） 测量精度 ： 1 湿度检测范围 ： 0%-100%RH（可软件调整） 检测精度 ： 1%RH 显示方式 ： 后台实时显示 报警方式 ： 后台报警 二、系统总体设计本设计是以AT89S51为CPU的一套检测系统，其中涉及到温湿度检测、矩阵键盘、报警电路、单片机、后台显示等部分的设计。图2-1 系统总体框图 本设计由信号采集、信号分析、信号处理和电源四个部分组成的。 （一） 信号采集

9、由多个数字式温湿度传感器SHT11组成； （二） 信号分析 由单片机AT89S51组成； （三） 信号处理 由后台软件组成。 2.1信号采集本设计利用传感器技术进行信号采集，为单片机提高数据。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。本设计使用了数字式温湿度传感器SHT11。2.1.1温湿度传感器温湿度的测量在仓储管理、生产制造、气象观测、科学研

10、究以及日常生活中被广泛应用，传统的模拟式湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意。SHT11是瑞士Sensirion公司生产的具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器。该传感器采用独特的CMOSens TM技术，具有数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。该传感器将CMOS芯片技术与传感器技术结合起来，从而发挥出它们强大的优势互补作用。2.1.2 SHT11性能特点 SHT11温湿度传感器的主要特性如下：将温湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、I2C总线接口全部集

11、成于一芯片（CMOSens TM技术）；可给出全校准相对湿度及温度值输出；带有工业标准的I2C总线数字输出接口；具有露点值计算输出功能；具有卓越的长期稳定性；湿度值输出分辨率为14位，温度值输出分辨率为12位，并可编程为12位和8位；小体积（7.655.0823.5），可表面贴装；具有可靠的CRC数据传输校验功能；片内装载的校准系数可保证100互换性；电源电压范围为2.45.5；电流消耗,测量时为550，平均为28，休眠时为3；2.1.2 SHT11的功能管脚及实物图 2-1 SHT11 引脚说明图 2-2 SHT11 实物 SHT11温湿度传感器采用SMD(LCC)表面贴片封装形式，管脚排列

12、如图2-2所示，其引脚说明如下：(1)GND：接地端；(2)DATA：双向串口数据线；(3)SCK：串口时钟输入；(4)VDD电源端：2.45.5电源端；（58）NC：空管脚2.1.3 SHT11内部结构和工作原理温湿度传感器SHT11将温度感测、湿度感测、信号变换、AD转换和加热器等功能集成到一个芯片上，其内部结构如图2-3所示。该芯片包括一个电容性聚合体湿度敏感元件和一个用能隙材料制成的温度敏感元件。这两个敏感元件分别将湿度和温度转换成电信号，该电信号首先进入微弱信号放大器进行放大；然后进入一个14位的AD转换器；最后经过二线串口数字接口输出数字信号。SHT11在出厂前，都会在恒湿或恒温环

13、境巾进行校准，校准系数存储在校准寄存器中；在测量过程中，校准系数会自动校准来自传感器的信号。此外，SHT11内部还集成了一个加热元件，加热元件接通后可以将SHT11的温度升高5左右，同时功耗也会有所增加。此功能主要为了比较加热前后的温度和湿度值，可以综合验证两个传感器元件的性能。在高湿(95RH)环境中，加热传感器可预防传感器结露，同时缩短响应时间，提高精度。加热后SHT11温度升高、相对湿度降低，较加热前，测量值会略有差异。图2-3 SHT11内部结构框图2.1.5 硬件设计2.1.5.1 SHT11与微控制器的连接SHT11通过I2C接口与微控制器连接，具体电路如图2-4所示。其中，串口时

14、钟输入线(SCK)：SCK用于微控制器与SHTll之间的通信同步，而且由于SHTll接口包含了完全静态逻辑，所以并不存在最小SCK频率限制，即微控制器可以以任意低的速度与SHTll通信。串口数据线(DATA)：DATA引脚是三态门结构，用于内部数据的输出和外部数据的输入。DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿后有效，所以微控制器可以在SCK高电平时读取数据，而当其向SHTll发送数据时则必须保证DATA线上的电平状态在SCK高电平段稳定；为了避免信号冲突，微控制器仅驱动DATA在低电平，在需要输出高电平的时候，微控制器将引脚置为高阻态，由外部的上拉电阻(如4.7k)将信号拉至高电平(如图2-4所示)，从而实现高电平输出。图 2-4 典型I2C接口电路 2.1.5.2 硬件电路图 2-5 AT89S51和SHT11的硬件连接图SHTll是两线制的数据传输方式，具有I2C总线接口