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1、本科毕业设计仓储多点温湿度控制系统 指导教师：XX老师 报 告 人：XXXXXX 学 号：0914121202016年05月25日第一页，编辑于星期四：二点 三分。目录0设计 概述1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第二页，编辑于星期四：二点 三分。设计概述0设计 概述1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第三页，编辑于星期四：二点 三分。设计概述 设计概述1.现状恒温恒湿仓库的需求量越来越多，储内温湿度以达到特殊货物的储存要求成为我们需要首先要面对的问题。在仓储温湿度检测技术的发展前景上，我们需要一款能够适应时代的多点
2、温湿度控制系统。单片机优势实时性高准确性高综合处理经济实用1234第四页，编辑于星期四：二点 三分。第一部分0设计 概述1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第五页，编辑于星期四：二点 三分。第一部分任务书（1）了解不同传感器、变送器和执行器的特点及其适用范围。确定它们各自的类型；（2）掌握控制器单片机的有关知识，并熟悉其编程；（3）对单片机测控程序及其接口技术作重点的掌握；（4）在以上几个内容的基础上，进行课题的总体设计，绘制系统的总体电路。选择合适的相关硬件，最终完成本课题的设计。（1）选择功能强大的单片机和温度传感器做主要部件，深入了解温度传感器及湿度
3、传感器的工作原理；（2）根据设计的要求和系统所要实现的功能，设计出一个具有智能化的温湿度监控系统；能够及时显示环境数据，并且自动调节温室环境主要内容基本要求第六页，编辑于星期四：二点 三分。第二部分0设计 概述1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第七页，编辑于星期四：二点 三分。设计目的与要求第二部分系统方案2.1 设计目的与设计要求1多点温湿度控制2温湿度上下限值设定3超出限定值时自动控制多功能上位机实现数据收集3个按键调节上下限值湿度误差范围-+5%温度误差范围10-90湿度最大范围为20-90%RH温度最大范围为10-90其他要求：第八页，编辑于星期
4、四：二点 三分。第二部分系统方案设置按键 按第一次，是对温度下限的选定 按第二次，是对湿度下限的选定 按第三次，是对温度上限的选定 按第四次，是对湿度上限的选定减小键 此键可以对上下限温度(湿度)进行减小调整2.2.1按键操作说明2.1 设计目的与设计要求增加键 此键可以对上下限温度(湿度)进行增大调整按键按键1 1按键按键2 2按键按键3 3第九页，编辑于星期四：二点 三分。加湿器功能：湿度超过下限值时进行加湿处理1吹风机功能：湿度超过上限值时进行减湿处理2加热器功能：温度超过下限值时进行升温处理。3降温泵功能：温度超过上限值时进行降温处理4第三部分系统方案2.2.2控制操作说明2.1 设计
5、目的与设计要求第二部分第十页，编辑于星期四：二点 三分。显示模块/控制器处理 传感器主控制器继电器控制上位机数据收集主控制器主要作用是处理温湿度数据值，该数据产生于传感器，进而将数据送入显示模块以及控制器；控制器对数据进行分析并作出相应处理，命令继电器进行硬件设备的操作，从而达到温湿度控制。同时还要有上位机通信部分来共同实现温湿度的监测与控制。解析：第二部分系统方案2.2总体方案设计第十一页，编辑于星期四：二点 三分。选择原因：第二部分系统方案2.3 控制器选择STC89C52RCSTC89C52RC选择原因：（1）效率高，方便操作，功耗小（2）连线简洁，引脚清晰，便于控制（3）每个端口都有相
6、应位寻址的指令（4）价格相对便宜注：PLC也是一种不错的控制器选择，不过因为PLC的价格相对要高很多，不利于进行设计和实验，所以选择单片机作为本次设计的控制器第十二页，编辑于星期四：二点 三分。选择原因：（1）能够达到设计电压要求（2）使用过程简单方便（3）市场常见，便于采购（4）价格相对便宜注：如果使用220V的交流电，因为我们需要的是5V直流电，所以需要对220V电压进行一些调节，然后进行一些元器件整流逆变处理，最后才能得到所需的电压，而且在电压处理过程中可能会面临一些危险状况，所以不选择220V交流电。第二部分系统方案2.4 电源方案选择1.5V1.5V干电池干电池第十三页，编辑于星期四
7、：二点 三分。选择原因：（1）功耗小、体积小、重量轻（2）可清晰显示操作中的温湿度（3）操作方便、供电方便（4）市场常见，便于采购注：数码管在显示过程中存在显示数据少、显示方式单一等缺点，不能满足本设计中对实时温湿度、温湿度上下限值的多种显示要求。所以不选择数码管。第二部分系统方案2.5显示器方案选择LCD1602LCD1602第十四页，编辑于星期四：二点 三分。操作步骤：（1）温度、湿度检测集于一体（2）特定的数字采集模块和温湿度 传感器技术，所以安全可靠（3）操作简单、便捷（4）系统集成方便、快捷注：DHT11温湿度传感器特征包括：可以将温湿度一同检测，所有数据通过校准，数字信号输出；测量
8、相对湿度和温度；统一测量；可靠；测量过程节能；传输距离长；完全互换；引脚安装。第二部分系统方案2.6传感器方案选择DHT11DHT11传感器传感器第十五页，编辑于星期四：二点 三分。选择原因：从任何标准来说，VB都是世界上使用人数最多的语言不仅是盛赞VB的开发者还是抱怨VB的开发者的数量。它源自于BASIC编程语言。VB拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库，或者轻松的创建ActiveX控件。程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。因为VB具有编译快速，生成软件体积更小的有点，所以这里选择vb进行上位机编程。第
9、二部分系统方案2.7上位机软件Visual BasicVisual Basic第十六页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分0设计 概述1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第十七页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路硬件电路充电电源温湿度传感器继电器LCD1602液晶显示器STC89C52RC单片机硬件电路结构使用时注意事项电路原理图计算方式概述第十八页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.1硬件电路结构本次设计要求测量仓储温湿度，所以需要单片机与DH11温湿度传感器相连接进行实时控制。同时还要连接着LCD1602数字显示模块、按键模块以及
10、继电器模块。温湿度传感器所检测到的温度、湿度参数数据传输至单片机内，做出相关的响应与处理，再将信息传递到继电器模块实现实时控制。当温湿度超出限定值时，单片机发出指令，继电器控制电路控制硬件设备进行温湿度调控，待温湿度恢复至设定值后，关闭硬件设备，停止温湿度调控，使仓储内的温湿度始终处于设定范围之内。第十九页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.2 STC89C52RC主机模块单片机主机模块电路晶振电路第二十页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.3温湿度采集模块设计DHT11连接单片机。单片机连接DH11传感器（单总线，串行数据，用来收发串行数据。通过在电源与传感器的Pin
11、2口之间连接一个上拉电阻来增大P1.0口的负载能力，达到DHT11电流输入要求。传感器的第三脚悬浮放置，其电源端口Pin4和Pin1分别接GND端和VCC。双方的的连接如左图所示。 在上述数据中，计算过程如下： 湿度值计算方法为 湿度整数部分+湿度小数部分=45.0(RH) 温度值计算方法为 温度整数部分+温度小数部分=28.0() 最后校验：byte1+byte2+byte3+byte4=73 第二十一页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.4显示模块电路设计读操作时序写操作时序第二十二页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.5键盘输入电路由于本系统中需要按键较少，所以采
12、用独立式按键。独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，电路配置灵活，软件结构简单，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。本系统需要三个按键，分别连接单片机的P33、P34、P35实现温湿度上下限值选定和设定功能第二十三页，编辑于星期四：二点 三分。第三部分硬件电路3.6继电器控制电路吹风机继电器控制降温汞加热器加湿器第二十四页，编辑于星期四：二点 三分。第四部分0设计 概论1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第二十五页，编辑于星期四：二点 三分。第四部分软件设计4.1主程序模块主程序需要调用3个子程序，
13、分别为： 1.DHT11测温湿子程序 2.实时温湿度显示子程序：驱动LCD1602液晶显示 器把实时温湿度值显示出来 3. 温湿度设定、控制子程序：设定温湿度上下限定值，当温湿度超过该值时立即启动继电器控制电路，即进行温湿度控制调节第二十六页，编辑于星期四：二点 三分。第四部分软件设计4.2读温、湿度值模块读温度值模块需要调用4个子程序，分别为：DHT11初始化子程序：让单片机知道DHT11在总线上且已准备好操作DHT11写字节子程序：对DHT11发出命令，使其工作DHT11读字节子程序：读取DHT11存储器的数据延时子程序：对DHT11操作时的时序控制第二十七页，编辑于星期四：二点 三分。第
14、四部分4.3 LCD1602程序设计LCD1602接通电源后，设置功能，等到过一段时间才能显示数据，延时清屏之后处于输入状态。当高电平时，处于读字状态；当低电平时，处于写字状态。液晶显示模块主要完成人机交互界面的显示及系统相关的操作指示。具体能显示预设温度值、预设温控时间、当前的温度值。软件设计第二十八页，编辑于星期四：二点 三分。第四部分4.4温度设定、按键模块按加减键分别上调和下调设定上下限温度值，把他设置为我们所需要的范围内，当实时温度值超过设定值时就需要驱动蜂鸣器发声，继电器动作，实现控制。1：通过按键是否被按下，从而判读是否有低电平；2：通过判读按键是否是虚假信号；延时给5us；3：
15、当按键仍然为低电平，则说明其为真的数据，执行按键程序。软件设计第二十九页，编辑于星期四：二点 三分。第四部分4.5上位机软件设计软件设计为了方便设计，通讯协议中将采用字符型数据字符型数据（遵循ASCII字符集）进行传输，一共5个字节数据，下位机按照从第一字节到第五字节的顺序以字符型形式发送数据，第一个字节是符号符符号符，第二，三，四字节分别是百位，十位，和个位数字，第五个字节是结束符结束符。第三十页，编辑于星期四：二点 三分。第五部分0设计 概论1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第三十一页，编辑于星期四：二点 三分。第一部分抗干扰措施硬件抗干扰5.1选择
16、性能好、抗干扰能力强的供电系统，尽量减少从电源引入的干扰。采用交流稳压电源，保证供电系统的稳定，防止电压过压或欠压，有利于系统的稳定性电路板是器件信号线和电源线的高度集合体，其布局与布线对可靠性将产生直接的影响。设计电路板时，应考虑相关元件尽量靠近，散热大的元器件放置在易通风散热的位置，合理布线，强、弱电信号线尽量远离，避免高频和电磁信号的干扰选择供电系统选择供电系统合理布局电路板合理布局电路板第三十二页，编辑于星期四：二点 三分。第一部分抗干扰措施软件抗干扰5.2由于单片机的I/O口很容易受到外部信号的干扰，输出口的状态也可能因此而改变。在程序中周期性地添加输出端刷新指令，可以降低干扰对输出口状态的影响。设计方法为:1.在程序中指定RAM单元存储输出口当时应处的状态，在程序运行过程中根据这些RAM单元的内容去刷新I/O口。2.输入时连续两次对端口置状态。SETB P1.0NOPSETB P1.0第三十三页，编辑于星期四：二点 三分。第六部分0设计 概论1任务书2系统方案3硬件电路4系统软 件5防干扰6需要改进7 致谢8 提问第三十四页，编辑于星期四：二点 三分。第六部分需要改进上位机
