基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-本科畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　Based on MCU intelligent monitoring system design of grain depot temperature and humidity</p><p>　　學(xué) 院（系）：

2、 機(jī)械電子工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師：

3、 </p><p>　　評(píng) 閱 教 師： </p><p>　　完 成 日 期： </p><p>　　Eastern Liaoning University</p><p><b>　　摘 要</b></p

4、><p>　　糧食的儲(chǔ)藏是為了防備一些突發(fā)性事件而采取的措施，比如一些自然災(zāi)害?！懊褚允碁樘臁?，糧食是人類(lèi)生存的必要物品，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，糧食的重要性不言而喻。想要生存就離不開(kāi)它。所以采用高科技的技術(shù)來(lái)保證糧食的安全有著非常重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　每當(dāng)糧食收獲的時(shí)候，各個(gè)糧庫(kù)的監(jiān)控工作的壓力是非常的巨大，如若管理不當(dāng)，損失是非常大的。糧庫(kù)中溫、濕度是能否保證糧食安全儲(chǔ)存的重

5、要因素，因此，溫度和濕度的監(jiān)控對(duì)保護(hù)糧食有著重要的意義，所以，設(shè)計(jì)性價(jià)比高的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)到了急如星火的地步。</p><p>　　本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，為的是保證存儲(chǔ)糧食的安全，所采用的單片機(jī)是AT89C52，此單片機(jī)作為溫、濕度智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心控件，以SHT11為溫、濕度的測(cè)量裝置，SHT11是一款當(dāng)前比較先進(jìn)的數(shù)字式的溫濕度傳感器，LM016L為顯示元件，報(bào)警裝置由蜂鳴器

6、和LED燈組成。當(dāng)傳感器檢測(cè)到的溫、濕度值不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)聲、光實(shí)時(shí)報(bào)警，并控制相應(yīng)繼電器，使執(zhí)行部分做出相應(yīng)處理，讓糧庫(kù)中的溫、濕度值維持在設(shè)置范圍內(nèi)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了按鍵模塊，當(dāng)因一些現(xiàn)實(shí)存在的因素而需要改變系統(tǒng)控制的溫、濕度范圍時(shí)，可由按鍵修改，LCD顯示模塊可實(shí)時(shí)顯示采集的溫濕度值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能；溫度；濕度</p><p>　　Based on MCU

7、 intelligent monitoring system design of grain depot temperature and humidity</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　Grain storage is measures to guard against some unexpected events, su

8、ch as some natural disasters. "The feed with food first", food items are necessary for human survival, for us, the importance of food is self-evident. Want to live without it. So scientific and protection has i

9、mportant social significance and economic value.</p><p>　　When there is a harvest, each grain monitoring work pressure is very big, if poorly managed, the loss is very big. In the grain depot temperature and

10、 humidity is one of the important factors to ensure food security storage, therefore, the monitoring of temperature and humidity is of great significance to protect the food, so the design performance of grain price high

11、er temperature and humidity intelligent monitoring system is imminent.</p><p>　　This design is integrated the detection and control of single-chip design of grain depot temperature and humidity. System is ad

12、opted by the single chip microcomputer AT89C52, the single chip microcomputer as the core of the intelligent temperature and humidity monitoring system controls, with digital temperature and humidity sensor SHT11 tempera

13、ture and humidity for detecting element, LM016L for display components, alarm device is composed of buzzer and LED warning lights. When the sensor detect</p><p>　　Key Words：MCU；Intelligence；Temperature；Humid

14、ity</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1&l

15、t;/p><p>　　1.2 糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)主要工作內(nèi)容1</p><p>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1 溫濕度檢測(cè)模塊5</p><p>　　2.

16、1.2 單片機(jī)控制模塊8</p><p>　　2.1.3 報(bào)警電路模塊11</p><p>　　2.1.4 顯示模塊12</p><p>　　2.1.5 繼電器模塊13</p><p>　　2.1.6 按鍵模塊14</p><p>　　2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)15</p><p&

17、gt;　　2.2.1 主程序設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.2.2 溫濕度子程序設(shè)計(jì)16</p><p>　　2.2.3 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　3 PROTEUS仿真19</p><p>　　3.1 本設(shè)計(jì)仿真結(jié)果19</p><p>　　3.2 仿真案例19</p&g

18、t;<p><b>　　4總結(jié)21</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)22</p><p>　　附錄A 系統(tǒng)電路圖23</p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p>&

19、lt;p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　人類(lèi)生存離不開(kāi)糧食，溫度和濕度是能否保護(hù)好糧食的關(guān)鍵因素，想要保護(hù)好糧食，就需加強(qiáng)糧庫(kù)內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作。但傳統(tǒng)的方法弊端很多，也是因?yàn)檫^(guò)去科技落后，在檢測(cè)部分，我們只能使用溫、濕度計(jì)來(lái)測(cè)量糧庫(kù)的溫度和濕度，這種做法不但精度低，實(shí)時(shí)性也很差；在控制部分也只能人為的進(jìn)行一些操作來(lái)控制糧庫(kù)內(nèi)的溫、濕度。這樣的做法費(fèi)時(shí)

20、、費(fèi)力、效率還不高，而且檢測(cè)的溫、濕度誤差很大。隨著科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，我們可以使用造價(jià)低、控制方便并且檢測(cè)準(zhǔn)確的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食的儲(chǔ)藏。</p><p>　　1.2 糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　隨著科技的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)也是越來(lái)越發(fā)達(dá)，糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣、越來(lái)越完善。</p><p>　　從19

21、78年的電阻式溫度傳感器到1990年的應(yīng)用了半導(dǎo)體、熱電偶的傳感器再到如今的集信號(hào)檢測(cè)、變換和A/D轉(zhuǎn)換于一體的數(shù)字式傳感器；從測(cè)量精度低、速度慢到現(xiàn)在的測(cè)量精度高、更是做到了實(shí)時(shí)測(cè)量；從需要人為的操作到智能自動(dòng)控制。這一切都說(shuō)明了糧庫(kù)的監(jiān)控系統(tǒng)是愈發(fā)的完美了。近年來(lái)，隨著單片機(jī)功能的壯大，人們對(duì)糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的要求也是越來(lái)越高，尋找對(duì)糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)性價(jià)比高的單片機(jī)、傳感器等元件成了研究的熱點(diǎn)。</p><p>

22、　　在國(guó)外的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，高科技的數(shù)字式溫、濕度傳感器在糧庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在這方面的取得的成就也比較理想。由于此種傳感器的輸出是以數(shù)字式的形式，在傳輸過(guò)程中不必再擔(dān)心會(huì)受到干擾，不必再擔(dān)心遠(yuǎn)距離傳輸而導(dǎo)致檢測(cè)精度會(huì)降低，從而很好解決了曾經(jīng)普通的溫、濕度傳感器的弊端問(wèn)題。</p><p>　　我們國(guó)家在溫、濕度測(cè)控技術(shù)這方面的研究比較晚，但我國(guó)研究人員在學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國(guó)家溫、濕度技術(shù)的基礎(chǔ)上，也研究出

23、了屬于自己的溫、濕度監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)今社會(huì)下，隨著科學(xué)技術(shù)的越來(lái)越發(fā)達(dá)，單片機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，以致以單片機(jī)作為核心的控制系統(tǒng)也變得越來(lái)越完美，在各個(gè)領(lǐng)域也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)主要工作內(nèi)容</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的目的是保護(hù)儲(chǔ)存糧食的安全，系統(tǒng)的核心是單片機(jī)，它控制本系統(tǒng)的各種功能，所以它的選擇是非常重要的，在這里我選用的是AT89C52單片機(jī)

24、，這款單片機(jī)對(duì)本系統(tǒng)的性價(jià)比很高，其功能也滿足本系統(tǒng)，在軟、硬件方面的設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單其本身也是一款低功耗、高性能的單片機(jī)。溫、濕度傳感器是本設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝置，傳感器的優(yōu)劣關(guān)系到系統(tǒng)的優(yōu)劣，為了解決遠(yuǎn)距離傳輸?shù)那闆r和傳輸過(guò)程中受干擾而致使精度降低的情況，在這里我選擇了數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11，此傳感器可以直接將所檢測(cè)的溫、濕度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的形式輸出，送到AT89C52單片機(jī)中。單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)到的溫、濕度值超過(guò)閾值時(shí)系統(tǒng)可

25、以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，并控制繼電器做出對(duì)應(yīng)的控制，使溫、濕度值在設(shè)置范圍內(nèi)，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。其中，控制的方法是采用設(shè)定報(bào)警閥值，當(dāng)檢測(cè)到的溫度值過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)報(bào)警裝置，即指示燈亮、蜂鳴器響，單片機(jī)控制升溫繼電器吸合，加熱裝置開(kāi)始自動(dòng)工作；當(dāng)測(cè)量到的溫度過(guò)高時(shí)，單片機(jī)控制降溫繼電器吸合，風(fēng)扇或者是其他的降溫裝置開(kāi)始自動(dòng)工作；當(dāng)檢測(cè)到的濕度值過(guò)低時(shí)，單片機(jī)控制加濕繼電器吸合，加濕裝置開(kāi)始自動(dòng)工作；當(dāng)檢測(cè)到濕度過(guò)高時(shí)，單</p>

26、<p><b>　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)的核心是單片機(jī)AT89C52，設(shè)計(jì)的目的的保護(hù)存儲(chǔ)糧食的安全。系統(tǒng)中的測(cè)量部分是將數(shù)字式的溫濕度傳感器SHT11置于糧庫(kù)中，讓其檢測(cè)糧庫(kù)中的溫、濕度，此傳感器可以直接將所檢測(cè)的溫、濕度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的形式輸出，送到AT89C52單片機(jī)中；單片機(jī)對(duì)接收到的溫、濕度值進(jìn)行一系列的處理，即單片機(jī)把傳感器采集到的溫

27、度和濕度值與所設(shè)閥值進(jìn)行比較，對(duì)比較的結(jié)果進(jìn)行處理，如果溫度和濕度不在設(shè)定的范圍內(nèi)，系統(tǒng)先啟動(dòng)報(bào)警裝置，使報(bào)警模塊工作，并控制繼電器，使相應(yīng)設(shè)備調(diào)節(jié)糧庫(kù)內(nèi)的溫、濕度，讓其變化到設(shè)定的范圍內(nèi)。LCD實(shí)時(shí)顯示溫、濕度值。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的研究方法和思路如下：</p><p>　　1） 預(yù)設(shè)控制范圍：考慮到地區(qū)的天氣等原因?qū)Z庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的糧食的影響，再根據(jù)糧庫(kù)內(nèi)糧食能維持安全所需的溫、

28、濕度，設(shè)置出系統(tǒng)控制的閥值。</p><p>　　2） 信號(hào)的采集與處理：傳感器對(duì)糧庫(kù)內(nèi)溫、濕度進(jìn)行測(cè)量，將其所測(cè)得的溫濕度值送入到單片機(jī)中，單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行一系列的處理，液晶顯示器會(huì)顯示當(dāng)前的溫、濕度值，供管理員檢測(cè)。</p><p>　　3） 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制：?jiǎn)纹瑱C(jī)將設(shè)置溫濕度值的上、下限值與傳感器所檢測(cè)的糧庫(kù)內(nèi)的溫濕度值進(jìn)行比較，根據(jù)結(jié)果做出處理，吸合或斷開(kāi)各種繼電器，進(jìn)而控制空調(diào)等一

29、些控制溫濕度的設(shè)備，以此來(lái)調(diào)節(jié)糧庫(kù)內(nèi)溫濕度，使其與設(shè)定值保持一致。</p><p>　　4） 范圍可調(diào)：由于糧庫(kù)所在地區(qū)不同，環(huán)境氣候等因素也不同，對(duì)糧庫(kù)內(nèi)糧食正常保存所需的溫、濕度也不盡相同，所以設(shè)計(jì)按鍵或者按鈕模塊，可手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)溫、濕度的控制范圍。</p><p>　　系統(tǒng)總體框圖如圖2.1所示： </p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體框圖</p&

30、gt;<p>　　2.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 溫濕度檢測(cè)模塊</p><p><b>　?。?）傳感器的選擇</b></p><p>　　隨著科技的迅速發(fā)展，傳感器方面的技術(shù)的發(fā)達(dá)，溫、濕度傳感器也從曾經(jīng)的傳統(tǒng)模擬式的傳感器發(fā)展到了現(xiàn)在的數(shù)字式的、將溫度檢測(cè)和濕度檢測(cè)合為一體的傳感器。在現(xiàn)在有的較

31、先進(jìn)的傳感器就我所知道的就有 DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器和 SHT1 X系列的數(shù)字式溫濕度傳感器，它們的性價(jià)比高、應(yīng)用方面也特別的廣，在此我考慮到本設(shè)計(jì)對(duì)傳感器的功能要求以及設(shè)計(jì)仿真的難易程度，我選擇了數(shù)字式的溫濕度傳感器SHT11，此傳感器集成度高，也滿足本設(shè)計(jì)的全部要求，它除了是以數(shù)字式的形式輸出信號(hào)外，還具有免外圍電路等特點(diǎn)。</p><p>　　本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11作為測(cè)量的元件。&l

32、t;/p><p>　?。?）傳感器SHT11簡(jiǎn)介</p><p>　　1）SHT11的引腳功能</p><p>　　引腳圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 SHT11引腳圖</p><p><b>　　各引腳的功能如下：</b></p><p><b>

33、;　　GND--接地；</b></p><p>　　DATA--數(shù)據(jù)線；</p><p><b>　　SCK—時(shí)鐘線；</b></p><p><b>　　VDD—電源線；</b></p><p><b>　　NC—未連接。</b></p><p

34、>　　2）SHT11的工作原理</p><p>　　對(duì)于SHT11這個(gè)傳感器，它是一總集成度很高的傳感器，在信號(hào)的檢測(cè)方面，它的內(nèi)部包含了溫度和濕度的檢測(cè)，溫度的檢測(cè)是靠?jī)?nèi)部的溫敏元件，濕度的檢測(cè)是靠?jī)?nèi)部的濕敏元件；而且這個(gè)傳感器會(huì)對(duì)本體檢測(cè)到的溫度和濕度進(jìn)行一系列的處理，其過(guò)程是首先將兩個(gè)敏感元件所檢測(cè)到的以電信號(hào)形式存在的溫度和濕度進(jìn)行放大處理，放大處理是靠?jī)?nèi)部的放大器來(lái)完成的，放大后的以電信號(hào)存在的溫

35、度和濕度經(jīng)過(guò)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字式的溫度和濕度，最后再以二線串行的方式輸出數(shù)字式的溫度、濕度值。</p><p>　　在本系統(tǒng)中，AT89C52單片機(jī)對(duì)數(shù)字式傳感器SHT11的控制是通過(guò)表2.1所示的代碼實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　表2.1 SHT11控制命令代碼</p><p>　　3）溫度和濕度值的計(jì)算</p><p>　　濕

36、度線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償</p><p>　　數(shù)字式溫濕度傳感器在檢測(cè)后對(duì)溫濕度的輸出過(guò)程中，是通過(guò)引腳腳直接輸出的數(shù)字量的濕度值，但這個(gè)值并不是糧庫(kù)中準(zhǔn)確的濕度值，我們稱(chēng)這個(gè)濕度值為“相對(duì)濕度”，為了得到更為準(zhǔn)確的濕度值，需要通過(guò)式2.1進(jìn)行修正，也稱(chēng)其為濕度值的補(bǔ)償，公示如下式2.1：</p><p><b>　　（2.1）</b></p><p&

37、gt;　　式中：_經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的濕度值，這個(gè)值就作為糧庫(kù)中的濕度值，較為準(zhǔn)確；</p><p><b>　　_相對(duì)濕度測(cè)量值；</b></p><p><b>　　_線性補(bǔ)償系數(shù)；</b></p><p><b>　　_線性補(bǔ)償系數(shù)；</b></p><p><b>　

38、　_線性補(bǔ)償系數(shù)；</b></p><p>　　式2.1中的一些取值的情況如表2.2所示。</p><p>　　在檢測(cè)過(guò)程中，環(huán)境中的溫度對(duì)濕度的影響是非常的明顯的，并且在實(shí)際測(cè)量時(shí)，環(huán)境中的溫度和測(cè)試時(shí)所參考的溫度25攝氏度是有所不同的，故而需要對(duì)線性補(bǔ)償后的濕度值再進(jìn)行溫度的補(bǔ)償，補(bǔ)償公式如下：</p><p><b>　　（2.2）<

39、;/b></p><p>　　式中： _經(jīng)過(guò)線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償這兩種補(bǔ)償后的濕度值；</p><p>　　T_測(cè)試濕度值時(shí)的溫度(單位是℃)；</p><p><b>　　_溫度補(bǔ)償系數(shù)；</b></p><p><b>　　_溫度補(bǔ)償系數(shù)；</b></p><p>　

40、　式2.2中的一些取值的情況如表2.3所列。</p><p>　　表2.2 濕度線性補(bǔ)償系數(shù)</p><p>　　表2.3 濕度值溫度補(bǔ)償系數(shù)</p><p>　　SHT11傳感器的檢測(cè)部分的電路圖如圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 SHT11檢測(cè)部分電路圖</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)控

41、制模塊</p><p>　?。?）AT89C52性能參數(shù)</p><p>　　單片機(jī)AT89C52的引腳圖如圖2.4所示：</p><p>　　圖2.4 AT89C52引腳圖</p><p><b>　　其引腳功能簡(jiǎn)介：</b></p><p>　　主電源引腳VCC和VSS</p>

42、<p>　　VCC（40腳）接+5V電壓。</p><p>　　VSS（20腳）接地。</p><p>　　引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　XTAL1（19腳）：接外部晶體。</p><p>　　XTAL2（18腳）：接外部晶體。</p><p>　　控制與其它電源復(fù)用引腳RST/VPD、A

43、LE/、和/VPP。</p><p>　　RST/VPD（9腳）：復(fù)位腳。 </p><p>　　ALE//（30腳）：是否允許鎖存腳。</p><p>　　其中端是吸收或輸出電流的驅(qū)動(dòng)端，對(duì)于有EPROM時(shí)，此引腳用于輸入編程脈沖（/）。</p><p>　?。?9腳）：此引腳的輸出是單片機(jī)用到外部程序存儲(chǔ)器時(shí)的讀選信號(hào)端。</p&g

44、t;<p>　　/VPP（31引腳）：這個(gè)引腳是單片機(jī)選用程序的存儲(chǔ)器的引腳，當(dāng)端的信號(hào)為“1”時(shí)，它將訪問(wèn)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器，這個(gè)時(shí)候有一個(gè)特殊情況，就是在AT89C52內(nèi)的值超過(guò)0FFFH的時(shí)候，單片機(jī)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向于執(zhí)行訪問(wèn)外部的程序存儲(chǔ)器內(nèi)的程序。當(dāng)端的信號(hào)為“0”時(shí)，只執(zhí)行訪問(wèn)外部的程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　P0口、P1口、P2口和P3口引腳</p><p>　　

45、口（32腳～39腳）：是8位的雙向三態(tài)I/O口。 </p><p>　　口（1腳～8腳）：是8位準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p>　　口（28腳～21腳）：是8位的準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p>　　口（17腳～10腳）：是8位的準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p>　?。?）內(nèi)部時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)

46、采用外接晶體震蕩器和兩個(gè)電容：電容C2和C3組成的并聯(lián)的諧振電路，本系統(tǒng)兩個(gè)電容都選擇33pF，外接晶體振蕩器選擇的是12MHZ。AT89C52單片機(jī)的引腳XTAL1接外接晶體振蕩器的一端，具體連接如下圖、XTAL2接外接晶體振蕩器的另一端。把串聯(lián)后的電容C2和C3與晶振的兩端分別相連，就簡(jiǎn)單的組成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路。圖2.5為本設(shè)計(jì)采用的時(shí)鐘電路：</p><p>　　圖2.5 單片機(jī)時(shí)鐘電路</p&g

47、t;<p><b>　?。?）復(fù)位電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位方式是通過(guò)按按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的，復(fù)位電路的電路圖如圖2.6所示：</p><p>　　圖2.6 單片機(jī)復(fù)位電路</p><p>　?。?）單片機(jī)最小系統(tǒng)電路</p><p>　　由時(shí)鐘電路和復(fù)位電路可設(shè)計(jì)出AT89C52單片

48、機(jī)的最小系統(tǒng)如圖2.7所示：</p><p>　　圖2.7 最小系統(tǒng)電路</p><p>　?。?）AT89C52內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　AT89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖2.8所示：</p><p>　　圖2.8 AT89C52內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1.3 報(bào)警電路模塊</p>

49、<p>　　為了能及時(shí)的提示工作人員，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了報(bào)警模塊，報(bào)警部分包括蜂鳴器和LED燈，采用聲、光報(bào)警。其具體電路圖2.9如下</p><p>　　圖2.9 聲、光報(bào)警電路</p><p>　　2.1.4 顯示模塊</p><p>　　顯示部分是用來(lái)顯示SHT11傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)中是實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)到的溫、濕度值，顯示部分選用LM016L字符型

50、液晶顯示模塊。</p><p>　　LM016L液晶顯示器的引腳圖如圖2.10所示：</p><p>　　圖2.10 LM016L引腳圖</p><p>　　LM016L引腳功能簡(jiǎn)介如下：</p><p>　　VSS（1腳）：一般接地。</p><p>　　VDD（2腳）：接電源。</p><p&

51、gt;　　VEE（3腳）：對(duì)比度的調(diào)整端。</p><p>　　RS（4腳）：寄存器的選擇端。</p><p>　　R/W（5腳）：讀寫(xiě)信號(hào)線平。</p><p>　　E（6腳）：E端為使能端，下降沿使能。</p><p>　　DB0~DB7（7腳~14腳）：三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線；</p><p>　　其中DB0~DB

52、3（7腳~10腳）為低4位；DB4~DB7（11腳~14腳）為高4位，具體介紹如下：</p><p>　　DB0（7腳）：第0位，這個(gè)位是最低位。</p><p>　　DB1（8腳）：第1位。</p><p>　　DB2（9腳）：第 2位。</p><p>　　DB3（10腳）：第 3位。</p><p>　　DB4（

53、11腳）：第 4位。</p><p>　　DB5（12腳）：第 5位。</p><p>　　DB6（13腳）：第 6位。</p><p>　　DB7（14腳）：第7位，這個(gè)位是最高位。</p><p>　　系統(tǒng)中顯示部分的電路圖如圖2.11所示：</p><p>　　圖2.11 顯示模塊電路圖</p>

54、<p>　　2.1.5 繼電器模塊</p><p>　　因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)以單片機(jī)為中心控制模塊，單片機(jī)的電源為+5V，然而風(fēng)扇、除濕器等設(shè)備是+225V，為了保護(hù)單片機(jī)的安全，單片機(jī)不能直接與上述設(shè)備相連，故而系統(tǒng)采用繼電器連接單片機(jī)和上述的那些能夠控制糧庫(kù)溫濕度的設(shè)備，使其達(dá)到保護(hù)電路中元件的目的。</p><p>　　本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到的溫

55、、濕度值不在設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)通過(guò)程序來(lái)控制繼電器工作：接通或者斷開(kāi)，以達(dá)到控制相應(yīng)設(shè)備，使其控制糧庫(kù)中的溫、濕度值，讓其能夠保持在系統(tǒng)控制的范圍內(nèi)的目的。</p><p>　　繼電器具體工作如下：</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到的溫度超過(guò)了系統(tǒng)控制的溫度報(bào)警的上限值時(shí)：蜂鳴器響、報(bào)警指示燈亮，降溫繼電器接通；</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到的溫度低于了系統(tǒng)控制的溫

56、度報(bào)警的下限值時(shí)：蜂鳴器響、報(bào)警指示燈亮，升溫繼電器接通；</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到的濕度超過(guò)了系統(tǒng)控制的濕度報(bào)警的上限值時(shí)：蜂鳴器響、報(bào)警指示燈亮，除濕繼電器接通；</p><p>　　當(dāng)檢測(cè)到的濕度低于了系統(tǒng)控制的濕度報(bào)警的下限值時(shí)：蜂鳴器響、報(bào)警指示燈亮，加濕繼電器接通；</p><p>　　并且繼電器吸合時(shí)也有相應(yīng)LED燈指示。</p>&

57、lt;p>　　繼電器模塊電路如圖所示：</p><p>　　圖2.12 繼電器模塊電路圖</p><p>　　2.1.6 按鍵模塊</p><p>　　為了保證現(xiàn)實(shí)生活中的自然環(huán)境和天氣等因素對(duì)糧庫(kù)中溫、濕度造成巨大的影響，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了能通過(guò)手動(dòng)按鍵的方法來(lái)改變系統(tǒng)控制的糧庫(kù)中的溫濕度，考慮到手動(dòng)設(shè)置控制范圍不會(huì)很頻繁的使用，故而本設(shè)計(jì)僅采用了幾個(gè)按鍵來(lái)完

58、成控制溫濕度范圍的調(diào)節(jié)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用4個(gè)按鍵，其中1個(gè)按鍵是單片機(jī)復(fù)位按鍵，另外3個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度閾值的更改。其按鍵更改閥值的方法是： </p><p>　　第一次按下設(shè)置鍵進(jìn)入溫度下限的設(shè)置，選擇遞增鍵增加，遞減鍵減??；</p><p>　　第二次按下設(shè)置鍵進(jìn)入溫度上限的設(shè)置，選擇遞增鍵增加，遞減鍵減小；</p><p

59、>　　第三次按下設(shè)置鍵進(jìn)入濕度下限的設(shè)置，選擇遞增鍵增加，遞減鍵減??；</p><p>　　第四次按下設(shè)置鍵進(jìn)入濕度上限的設(shè)置，選擇遞增鍵增加，遞減鍵減??；</p><p>　　第五次按下設(shè)置鍵完成溫、濕度閥值的設(shè)置。</p><p>　　按鍵部分的電路如圖2.13所示：</p><p>　　圖2.13 按鍵模塊電路</p>

60、;<p>　　2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 主程序設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)主程序的大概流程是：系統(tǒng)開(kāi)始工作后調(diào)用傳感器檢測(cè)溫濕度的程序，顯示程序，然后與系統(tǒng)控制的范圍相對(duì)比，根據(jù)結(jié)果的判斷，是否調(diào)用報(bào)警子程序，繼電器模塊子程序。大概流程圖如圖2.14所示：</p><p>　　圖2.14 主程序流程</p>

61、;<p>　　2.2.2 溫濕度子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　由于SHT11內(nèi)部集成了A/D轉(zhuǎn)換，因此在數(shù)據(jù)采集時(shí)存在一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間，當(dāng)SHT11收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開(kāi)始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后發(fā)送給AT89C52單片機(jī)。</p><p>　　其流程圖如圖2.15所示：</p><p>　　圖2.15 檢測(cè)部分的程序流程圖</p><

62、p>　　2.2.3 報(bào)警子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)SHT11檢測(cè)到的溫、濕度值超過(guò)閥值時(shí)，單片機(jī)置位報(bào)警標(biāo)志位，使報(bào)警電路工作，啟動(dòng)報(bào)警，即蜂鳴器響、LED報(bào)警燈亮。</p><p>　　其報(bào)警子程序流程圖如圖2.16所示：</p><p>　　圖2.16 報(bào)警子程序流程圖</p><p>　　3 PROTEUS仿真<

63、;/p><p>　　3.1 本設(shè)計(jì)仿真結(jié)果</p><p>　　本系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)思路在Proteus軟件上畫(huà)出了電路圖，并在軟件上編寫(xiě)程序，生成.hex文件添加到AT89C52芯片中，運(yùn)行成功，系統(tǒng)初始運(yùn)行情況如下：</p><p><b>　　其初始范圍為：</b></p><p>　　溫度：10℃~40℃；</p&

64、gt;<p>　　濕度：40%RH~80%RH。</p><p><b>　　范圍可由按鍵修改。</b></p><p><b>　　3.2 仿真案例</b></p><p><b>　　溫濕度范圍</b></p><p>　　溫度：10℃~40℃；</p

65、><p>　　濕度：40%RH~80%RH。</p><p><b>　　溫度超限</b></p><p>　?、?溫度低于10℃：</p><p>　　檢測(cè)溫度為5℃，濕度50%RH；</p><p>　　仿真結(jié)果：LCD顯示結(jié)果：溫度5.570℃，濕度50.80%；</p><

66、;p>　　報(bào)警模塊：蜂鳴器響、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：升溫繼電器吸合、加熱指示燈亮。</p><p>　　② 溫度高于40℃：</p><p>　　檢測(cè)溫度為45℃，濕度為50%RH；</p><p>　　仿真結(jié)果：LCD顯示結(jié)果：溫度44.35℃，濕度56.13%；</p><p>　　報(bào)

67、警模塊：蜂鳴器想、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：降溫繼電器吸合（在這里的仿真上是風(fēng)扇工作）、降溫指示燈亮。</p><p><b>　?。?）濕度超限</b></p><p>　?、?濕度低于40%RH：</p><p>　　檢測(cè)溫度為25℃，濕度為30%RH；</p><p>　

68、　仿真結(jié)果：LCD顯示結(jié)果：溫度24.96℃，濕度33.66%；</p><p>　　報(bào)警模塊：蜂鳴器響、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：加濕繼電器吸合、加濕指示燈亮。</p><p>　?、?濕度高于80%RH：</p><p>　　檢測(cè)溫度為25℃，濕度為85%RH；</p><p>　　仿真結(jié)果：L

69、CD顯示結(jié)果：溫度24.96℃，濕度87.14%；</p><p>　　報(bào)警模塊：蜂鳴器響、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：除濕繼電器吸合、除濕指示燈亮。</p><p><b>　　（3）溫濕度均超限</b></p><p>　?、?溫度低于10℃，濕度高于80%RH</p><p&g

70、t;　　檢測(cè)溫度為5℃，濕度為85%RH；</p><p>　　仿真結(jié)果：LCD顯示結(jié)果：溫度5.570℃，濕度82.62%；</p><p>　　報(bào)警模塊：蜂鳴器響、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：升溫繼電器吸合、加熱指示燈亮；除濕繼電器吸合、除濕指示燈亮。</p><p>　?、?溫度高于40℃，濕度低于40%RH</

71、p><p>　　檢測(cè)溫度為45℃，濕度為30%RH；</p><p>　　仿真結(jié)果：LCD顯示結(jié)果：溫度44.35℃，濕度35.40%；</p><p>　　報(bào)警模塊：蜂鳴器響、報(bào)警燈亮；</p><p>　　繼電器模塊：降溫繼電器吸合、降溫指示燈亮；加濕繼電器吸合、加濕指示燈亮。</p><p><b>　　4

72、總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)幾個(gè)月的查閱資料，對(duì)溫、濕度的檢測(cè)及控制做了很足的理論分析，并按照分析結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)硬件電路、編寫(xiě)程序，最后是對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行了Proteus實(shí)驗(yàn)仿真。</p><p>　　由仿真結(jié)果可以看到，本設(shè)計(jì)完成了對(duì)溫、濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)顯示、溫濕度的控制、超限報(bào)警、范圍可調(diào)的功能。不過(guò)由于是仿真，有些東西沒(méi)有表達(dá)出來(lái)，比如除濕的該用到的是什么除濕器，加

73、濕用到的什么除濕器，還有加熱降溫所用到的執(zhí)行設(shè)備都無(wú)法在仿真上應(yīng)用出來(lái)，只能用Led燈代替已接通那些設(shè)備，便于直觀表達(dá)仿真結(jié)果，而且本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，糧庫(kù)溫濕度檢測(cè)部分應(yīng)該是多點(diǎn)檢測(cè)的這一點(diǎn)我沒(méi)有在仿真中沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)，不過(guò)具體做實(shí)物應(yīng)用的時(shí)候是可以擴(kuò)展的，因?yàn)镾HT11溫濕度傳感器是二線串行通信的，占用的內(nèi)存少，擴(kuò)展起來(lái)還是比較容易的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是一個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)，

74、集檢測(cè)、監(jiān)視、報(bào)警、控制于一體，應(yīng)用起來(lái)可減少大量的人工操作，只需必要時(shí)查看一下就好。而且在用到的元器件的性價(jià)比也是很高的，做到了耗費(fèi)人工少，成本低的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的查閱資料，再到整理材料，撰寫(xiě)論文，到畫(huà)電路圖、編寫(xiě)程序，最后做Proteus仿真。從最開(kāi)始拿到題目的茫然不知所措，到現(xiàn)在的完成設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中真的是體會(huì)到了酸、甜、苦、辣，在本設(shè)計(jì)中涉及到的知識(shí)我有許多東西都是不會(huì)的，或者

75、是不太清楚的，但我還是克服了這些困難，當(dāng)然，有老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助，能順利完成此設(shè)計(jì)是必然的。雖然過(guò)程是充滿坎坷的，但結(jié)果還是令人比較滿意的，而且在完成設(shè)計(jì)的過(guò)程中我學(xué)到了許多的知識(shí)。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]衣翠平.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的糧庫(kù)溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].長(zhǎng)春理工大學(xué),2012.</p>

76、;<p>　　[2]湯慶.基于單片機(jī)的糧庫(kù)溫度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].大連海事大學(xué),2004.</p><p>　　[3]吳春蕾.糧庫(kù)溫濕度智能檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D].河北工業(yè)大學(xué),2006.</p><p>　　[4]滿紅,鄒存名,冀勇鋼.基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011,09:118-120.</p><p>　　[5

77、]馮輔周,李斯偉,江鵬程,趙波,王湘.基于嵌入式計(jì)算機(jī)的溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,03:57-60.</p><p>　　[6]朱高中.基于單片機(jī)的糧倉(cāng)溫濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,03:677-681.</p><p>　　[7]曹昌勇,賈偉建.基于AT89C52和DHT11數(shù)字式糧庫(kù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(

78、自然科學(xué)版),2014,01:31-34.</p><p>　　[8]劉光偉.基于單片機(jī)的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].燕山大學(xué),2012.</p><p>　　[9]劉麗.多路溫度與濕度檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D].沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué),2007.</p><p>　　[10]劉寶元,張玉虹,姜旭,段存麗,胡加興.基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù),20

79、09,12:77-80+83.</p><p>　　[11]廖惜春.基于AT89C52的溫濕度智能監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2003,10:7-9.</p><p>　　[12]王帥.糧倉(cāng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2010.</p><p>　　[13]王美紅.多點(diǎn)無(wú)線溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].山東大學(xué),2009.</

80、p><p>　　[14]崔東艷.基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].考試周刊,2011,84:155.</p><p>　　[15]方卉.基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)[J].科技與企業(yè),2012,09:96.</p><p>　　[16]方威.糧倉(cāng)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安工業(yè)大學(xué),2014.</p><p>　　[17]樂(lè)利梁.

81、基于單片機(jī)的倉(cāng)庫(kù)溫濕度控制系統(tǒng)[D].武漢輕工大學(xué),2013.</p><p>　　[18]周慧玲.多功能糧情智能監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)平臺(tái)的研究[D].北京郵電大學(xué),2010.</p><p>　　[19]X.J.Zhang,F.Xiao,S.Li.Performancestudyofaconstanttemperatureandhumidityair-conditioningsystemwit

82、htemperatureandhumidityindependentcontroldevice[J].Energy&Buildings,2012,49:.</p><p>　　[20]AiduQi,ShudongWang,ChangjunNi,DiyongWu.AutothermalreformingofgasolineonRh-basedmonolithiccatalysts[J].Internatio

83、nalJournalofHydrogenEnergy,2006,328:.</p><p>　　[21]Y.Jiang,T.S.Ge,R.Z.Wang,Y.Huang.Experimentalinvestigationonanoveltemperatureandhumidityindependentcontrolairconditioningsystem–PartI:Coolingcondition[J].App

84、liedThermalEngineering,2014,731:.</p><p>　　附錄A 系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學(xué)四年的寒窗苦讀，我學(xué)了大量的知識(shí)，但更重要的收獲是在學(xué)習(xí)、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式。在學(xué)習(xí)上我遇到了許多良師，他們教會(huì)了我豐厚的知識(shí)；在生活上我遇到了許多益友，他們

85、給了我很多的幫助，在此我對(duì)他們致以最真誠(chéng)的謝意，雖然說(shuō)感恩之情無(wú)法用言語(yǔ)來(lái)度量，但我還是要以最簡(jiǎn)單、最實(shí)誠(chéng)的話來(lái)表示我對(duì)他們最偉大的謝意。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了許多東西，我的指導(dǎo)老師趙業(yè)平老師從選題的指導(dǎo)，到論文的框架，再到一些細(xì)節(jié)上的修改都給我提出很多寶貴的意見(jiàn)和建議。趙老師的淵博的知識(shí)和敏銳的思維都給了我很深的啟示，這篇論文是在趙老師的精心指導(dǎo)下才能順利完成的。</p>