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1、各专业完整优秀毕业论文设计图纸 西安科技大学电子设计大赛(设计)题 目 基于单片机的温湿度监测系统设计指导教师 学生姓名 二O一四年五月二十日开题报告书2014年5月20日院（系）通信与信息工程学院姓 名学 号200811705106论文（设计）题目 基于单片机的温湿度监测系统设计一、选题目的和意义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。89C51单片机是常用于控制的芯片，在
2、智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度检测控制系统的实例也很多。使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测，而且89C51单片机易于学习、掌握，性价比高。使用89C51型单片机设计温湿度检测系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。当其超过设定范围时报警提醒人进行控制。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势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
3、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。特别在温室大棚中，对温湿度要求更为严格。基于单片机的温湿度监测控制统设计，将对环境的温湿度监测控制系统做详细的设计与实现。采用高性能的控制芯片89C51，高精度数字温湿度传感器AM2301。向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境,符合植物的生活环境要求，具有良好的发展前景。三、课题设计方案 主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 研究设计的基本内容和观点温度检测控制：对温室温度进行测量，便于方便及时的知道室内温
4、度湿度检测控制：对温室湿度进行测量，便于方便及时的知道室内湿度控制处理：当温度、湿度越限时声光报警，根据报警信号提示人采取一定手段进行控制。显示：1602 LCD显示相应的温湿度。人性化的设计：根据植物的生活需求，把温湿度值控制在一定的范围内。能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警。研究途径和方法：通过查阅图书管和网络搜集相关资料，并根据专业课中学习到的相关知识，系统的、全面的组织材料，确定设计思路。一方面通过系统的学习51单片机以及Keil软件的使用和AM2301数字温湿
5、度传感器的资料分析与研究确定编程思路，另一方面通过实物模拟，查看应用效果，最终达到设计的总体要求。四、主要参考文献1林国汉.基于单片机的温度控制系统设计J.微计算机信息，2009（25）2易顺明.基于单片机的大棚温湿度控制系统设计J.现代电子技术,2011 (7)3张毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社2008.4Atmel. Atmel 89C51 Microcontrollers Hardware Manual,2010.5陈桂友,柴远斌.单片机应用技术M.北京：机械工业出版社,2008.目 录摘 要11 引言11.1 课题背景11.2立题的目的和意义11.3国内外的研究现状和发
6、展趋势11.4本系统主要研究内容22 系统总体设计22.1系统功能设计22.2系统设计原则22.3系统的组成和工作原理33 系统硬件设计53.1单片机系统设计53.2传感器的设计83.3 液晶显示装置设计103.4 光声报警系统与温湿度控制系统设计124 软件系统设计144.1初始化模块154.2温湿度检测模块154.3 温湿度判断控制模块154.4 1602液晶显示模块164.5报警模块164.6 系统整体软件程序16总 结21参考文献:22谢 辞23基于单片机的温湿度检测系统设计 苏哲，骆红霞，孟超，严智勇摘要:本文利用89C51单片机设计一个温室大棚的温湿度检测系统，对室内的温湿度进行检
7、测控制并实时显示。其中温湿度传感器采用AM2301数字温湿度传感器，通过89C51单片机的处理把温湿度值显示在1602液晶上。并实时判断温湿度值是否满足设定的温湿度范围，若超出设定范围，通过89C51启动报警系统，达到检测室内温湿度的目的。关键字：89C51；AM2301；1602液晶显示；温湿度控制系统1 引言1.1 课题背景随着经济和社会的不断发展，人们对生活质量要求显著提高。对植被也要求越来越严格，如何种植出品种优良的植物，一直是人们研究的话题。而基于单片机的温湿度检测系统对解决这些问题有着非常重大的意义。以前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科
8、学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度检测对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。1.2立题的目的和意义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。89C51单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度检测系统的实例也
9、很多。使用89C51单片机能够实现温湿度全程的自动检测与控制，而且89C51单片机易于学习、掌握，性价比高。使用89C51型单片机设计温湿度检测控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。当其超过设定范围时报警提醒人进行控制。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境。1.3国内外的研究现状和发展趋势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。特别在温室
10、大棚中，对温湿度要求更为严格。基于单片机的温湿度监测控制统设计，将对环境的温湿度监测控制系统做详细的设计与实现。采用高性能的控制芯片89C51，高精度数字温湿度传感器AM2301。向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。将此系统应用到温室大棚当中无疑为植物的生活提供了更加适宜的环境,符合植物的生活环境要求，具有良好的发展前景。1.4本系统主要研究内容本系统所要完成的任务是：1.4.1人性化的设计。根据植物的生活需求，把温湿度值控制在一定的范围内。1.4.2 能够实时、准确的显示采样温度值与湿度值。1.4.3通过采集温度及湿度值，准确的判断标准值与当前值之间的差异，及时的启动报警装置（
11、包括警报灯的提示功能以及提示音等）进行报警。2 系统总体设计2.1系统功能设计系统要完成的设计功能是：2.1.1 实现对温室大棚温湿度参数的实时采集，测量空间的温度和湿度，由单片机对采集的温湿度值进行循环检测、数据处理、显示，实现温湿度的智能检测。2.1.2 实现超越数据的及时报警，并启动控制系统，实现温室的目的。2.1.3 现场检测设备应具有较高的灵敏度、可靠性、抗干扰能力。要求达到的技术指标： 测温范围： 0。C -60。C 测温精度：+0.5。C 测湿范围：0-100%RH 测湿精度：+2.5%RH2.2系统设计原则要求单片机系统应具有可靠性高、操作维护方便、性价比高等特点。2.2.1可
12、靠性高可靠性是单片机系统应用的前提，在系统设计的每一个环节，都应该将可靠性作为首要的设计准则。提高系统的可靠性通常从以下几个方面考虑：使用可靠性高的元器件；设计电路板时布线和接地要合理；对供电电源采用抗干扰措施；输入输出通道抗干扰措施；进行软硬件滤波；系统自诊判断功能等。2.2.2操作维护方便在系统的软硬件设计时，应从操作者的角度考虑操作和维护方便，尽量减少对操作人员专用知识的要求，以利于系统的推广。因此在设计时，要尽可能减少人机交换接口，多采用操作内置或简化的方法。同时系统应配有现场故障自动诊断程序，一旦发生故障能保证有效地对故障进行定位，以便进行维修。2.2.3性价比单片机除体积小、功耗低
13、等特点外，最大的优势在于高性能价格比。一个单片机应用系统能否被广泛使用，性价比是其中一个关键因素。因此，再设计时，除了保持高性能外，尽可能降低成本，如简化外围硬件电路，在系统性能和速度允许的情况下尽可能使用软件功能取代硬件功能等。2.3系统的组成和工作原理2.3.1系统的组成以单片机为控制核心，采用温湿度测量，通信技术，控制技术等技术，以温湿度传感器作为测量元件，构成智能温湿度测量控制系统。可分为温湿度测量电路，显示电路，声光报警电路，温湿度控制电路，见图2.1选用的主要器件有：AT89C51，温湿度传感器AM2301，1602LCD显示模块，降温装置风扇，升温装置加热器，増湿装置喷雾器，除潮
14、装置除潮器，红绿LED灯，报警装置蜂鸣器等12。图1系统的组成2.3.2系统的工作原理本系统以单片机Atmel89C51为核心，数据采集、传输、显示、报警都要通过单片机。数据采集通过单总线的智能数字温湿度传感器AM2301完成；通过单片机把采集的数据显示在1602LCD上；当采集的数据超出给定范围时，有蜂鸣器实时报警，并显示红灯提示，并进行相应的控制处理。在整个系统中采用了AM2301单总线技术，单片机采用C语言编程。 89C51作为中央控制装置，负责中心运算和控制，协调系统各个模块的工作。 双色灯，报警模块：负责系统的报警功能。如果当前的温度超过用户设定的界限值时系统将自动警，双色灯在单片机的控制下有规律的切换，同时报警模块发出报警声，通知用户采取相应的措施。系统工作流程图见图2系统初始化温湿度检测进行人工温湿调控不报警判 断51单片机51单片机报警LCD 液晶显示终止LCD 液晶显示图2系统的工作原理图3 系统硬件设计3.1单
