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1、多功能智能控制系统第8组B04040429金逸超B04040520许扬扬B04040702史文雯摘要21 .系统方案选择和论证21.1 设计要求21.2 系统基本方案21.2. 1各模块方案选择和论证32 .单元电路设计42.1 1温度传感器42.2 湿度传感器模块52.3 光照度传感器模块52.4 4数码显示62.5 过限报警、智能控制模块73 .系统的软件设计71.1 1数据处理71.2 光照度测量程序如下：81.3 湿度读取程序91.4 温度读取程序94 .系统测试94. 1测试仪器95. 2指标测试106. 3误差分析105 .总结10参考文献11摘要本系统采用温度传感器（DS18B2
2、0）,湿度传感器（HS1101）,光照度传感器（LX1970）分别对外界温度，湿度，光照度进行测量，由52单片机进行控制，把测得的数据进行显示，并且可以设置警限，超过限制就能发出警报。实现了同时对多种外部参数进行采集、处理的功能。1 .系统方案选择和论证L1设计要求采集外部环境的温度，湿度，光照度，并进行显示，可以设置警限，超过限度可以发出警报。图1系统体系结构关系图1.2系统基本方案描述各子系统的功能描述如下:子系统温度传感器检测环境温度，并转化为电信号湿度传感器检测环境湿度，并转化为电信号光照度传感器检测环境光照度，并转化为电信号硬件控制器控制计算转化各传感器传来的电信号数码显示将三种参数
3、在数码管上循环显示出来过限报警某一参数不在用户设定围时报瞥设定限值用户可以设定三种参数的正常围L2各模块方案选择和论证1.2.1.1 温度传感器模块方案一：使用热敏电阻。热敏电阻是一种典型的温度传感器，原理简单，使用方便，但稳定性不高，精度低。方案二：采用DS18B20进行温度测量。DS18B20是一种改进型智能温度传感器。外形与一般的三极管十分类似。与传统的热敏电阻相比，能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。单个DS18B20温度测量精度达到0.5（,测温围在一25（到125（之间。可以分别在93.75ms和750ms完成9位和12位的数字量，并且
4、从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。1.2.1.2 湿度传感器模块方案一：使用湿敏电阻。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。湿敏电阻的优点是灵敏度高，主要缺点是线性度和产品的互换性差。方案二：使用专用湿敏电容。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
5、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。在本系统中，我们选用了法国HUM1REL电容式湿度传感器，它的稳定性好、精度高、外带防护罩，抗静电、防灰尘、并可抵抗氯气、氨水等外界影响，具有非常低的温度依赖性。1.2.1.3 光照度传感器模块方案一：光电传感器（常用的如光敏电阻等）。简单易用，价格低廉，但稳定性和精度不高。不适用于直接测量光照度数值以及对测量精度要求较高的场合。方案二：集成化可见光亮度传感器LX1970,它的光电二极管阵列的光谱特性及灵敏度都与人眼十分相似，同时它的非线性误差小，重复性好。两个互补输出端的电流不对称度仅为0.5%,可任选一端作为输出。外围电路
6、简单，价格低廉,使用方便。无须使用滤光片即可有效衰减紫外光及红外光。此外LX1970微功耗,采用低压供电。基于以上理由，我们在选用光照度传感器上使用了LX1970。L2.1.4显不模块显示模块用来显示被测直流信号的电压值方案一：采用LED（数码管）显示LED（数码管）是light-emittingdiode的缩写,具有高亮度,低能耗,低压，低损耗，防晒，防潮，防火，高刷新率，对外界环境要求低，易于维护，操作简单等优点，能提供宽达160。的视角，可以在较远的距离上看清楚，编译简单，资源占用少。但是它的显示存在信息量少，显示不直观，不易理解的缺点。本系统要显示的数字比较简单，因此采用led数码管进
7、行动态显示。方案二：米用LCD（液晶屏）显不LCD（液晶屏）是LiquidCrystalDisplay的缩写，它具有汉字显示的功能,信息量丰富且直观易懂，轻薄短小，耗电量低，无辐射危险，画面效果好，分辨率高，抗干扰能力强，但编程工作量大，控制器资源占用较多，成本偏高，并且在使用时不能有静电干扰，容易烧坏显示芯片，不易维护。2.单元电路设计2.1 温度传感器DS18B20读取时序图图2、DS18B20读取时序图2.2 湿度传感器模块由于是电容式传感器，若要转化为电信号（频率），需要使用典型的RC振荡电路，利用555定时器产生频率信号。频率产生电路如下：R2 WEKR2 1KHS11XX18Q法”
8、刈R190米R4 49 .米3.5TO12V图3、HS1101典型频率产生电路2.3光照度传感器模块由LX1970的Datasheet可知，获取其两个互补输出端任一端的电流输出，经过相应转换，即可获取当前外界光照度信号。考虑到要测量电流值，应先将电流通过一定值的电阻转化为电压值，然后电压值通过一个AD转换模块，转换为8位的数字信号输入到处理器。R017”IN-0asbl-l2-2IN-12-32-4IN-22-52-5IN-32-7lsb2-8IN-4 EOCE-5 .ADD-AIN-5.ADD-BADD-CE;- ALEf圣)ENABLESTART做+)CLOCK 1418/ 1328S/
9、1215/ 11114/ 10r/271EO：325424 G2522STGND15g vc6STVCC1210CLK图4、LX-970测量电路及AD转换模块4：KC22.4数码显示采用单片机上的一个定时中断来刷新数码管的显示，每隔大约2nls的时间，根据所要显示的数据，在预先定好的字码表中找到相应的字码，连续刷新四个数码管一次，以达到较好的视觉效果。数码显示模块程序流程图如下：要显示的数值i=7351)hum=0；elseif(fre=7224)hum=(fre-7224)*100/127；elseif(fre=6976)hum=100+(fre-7100)*100/124；elseif(f
10、re=6853)hum=300+(fre-6853)*100/123；elseif(fre=6728)hum=400+(fre-6728)*100/125；elseif(fre=6600)hum=500+(fre-6600)*100/128；elseif(fre=6468)hum=600+(fre-6468)*100/132；elseif(fre=6330)hum=700+(fre-6330)*100/138；elseif(fre=6186)hum=800+(fre-6186)*100/144；elseif(fre=6033)hum=900+(fre-6033)*100/153；elsehum=999；3. 4温度读取程序
