基于單片機(jī)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

[摘要]本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫度傳感器和模擬量濕度傳感器對(duì)溫濕度進(jìn)行采集，單片機(jī)將采集來(lái)溫濕度進(jìn)行處理，顯示報(bào)警和給出控制信號(hào)，從而控制風(fēng)扇，加濕器，干燥機(jī)等工作，使溫濕度重新回到規(guī)定范圍內(nèi)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立顯示，報(bào)警功能和自動(dòng)監(jiān)控功能。

[關(guān)鍵詞]溫濕度監(jiān)測(cè);傳感器;信號(hào)采集;單片機(jī)AT89S52

引 言

溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于糧庫(kù)、機(jī)房、檔案館、特殊材料加工工場(chǎng)等場(chǎng)所，是環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。傳統(tǒng)的溫濕度檢測(cè)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，建立一種操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行可靠的高效率監(jiān)控制系統(tǒng)已是必需。本設(shè)計(jì)是一款基于單片機(jī)的測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。

1、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為主控單元的一套監(jiān)控系統(tǒng)，由信號(hào)采集、信號(hào)分析、信號(hào)處理三個(gè)部分組成。該系統(tǒng)涉及到溫濕度檢測(cè)、顯示模塊、報(bào)警模塊、控制電路等部分的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)中信號(hào)采集主要是檢測(cè)實(shí)時(shí)的溫濕度，信號(hào)處理部分則由單片機(jī)，顯示模塊和報(bào)警模塊共同完成，將檢測(cè)的信息顯示和報(bào)警并發(fā)出控制信號(hào)去控制溫濕度調(diào)節(jié)?？傮w模塊框圖如圖1-1所示：

2、硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 信號(hào)采集電路

本設(shè)計(jì)由數(shù)字式集成溫度傳感器DS18B20和電壓輸出式集成濕度傳感器HIH3610組成溫濕度信號(hào)采集電路。電路圖如所示：

DS18B20采集到信號(hào)的可以直接傳送至單片機(jī)P2.0，與單片機(jī)直接通信。而HIH3610輸出的是模擬量，采用8位的ADC0832將采集到的濕度模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。ADC0832的片選信號(hào)由單片機(jī)P3.0控制，其時(shí)鐘與單片機(jī)P3.1口相連接。測(cè)量的模擬信號(hào)與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0832的CH0引腳相接，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由D0口輸出到AT89S52的P3.2，送入單片機(jī)進(jìn)行通信。

2.2 顯示報(bào)警及控制電路

設(shè)計(jì)采用LCD1602液晶顯示器來(lái)實(shí)時(shí)顯示溫濕度。通過(guò)串口輸入和串口輸出把數(shù)據(jù)顯示到液晶顯示屏上，在程序中主要是用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)給一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，輸入一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)測(cè)到外界溫度和濕度時(shí)，通過(guò)液晶顯示屏顯示。與單片機(jī)P0口相接，由單片機(jī)控制溫度濕度顯示。

本設(shè)計(jì)使用蜂鳴器報(bào)警，用一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。當(dāng)溫度或者濕度高于上限值（低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警。

系統(tǒng)的控制部分就用一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)電路去控制相應(yīng)的溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，如空調(diào)，干燥機(jī)，加濕器等。驅(qū)動(dòng)電路是由三極管和繼電器組成，單片機(jī)控制繼電器的閉合。

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，總共包括主程序模塊、溫濕度采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理模塊、報(bào)警控制子程序模塊、顯示模塊，通過(guò)主程序和中斷處理程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來(lái)。這樣有利于程序修改和調(diào)試，增強(qiáng)了程序的可移植性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)以上的需求分析，可以把整個(gè)系統(tǒng)分成3個(gè)功能模塊，分別是數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和系統(tǒng)的顯示控制模塊。

4、總結(jié)

本設(shè)計(jì)采用了AT89S52單片機(jī)以及溫度傳感器DS18B20和濕度傳感器HIH3610來(lái)實(shí)現(xiàn)的溫濕度的監(jiān)控?；趩纹瑱C(jī)和溫濕度傳感器可完成對(duì)溫室內(nèi)溫濕度的自動(dòng)測(cè)量，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且軟硬件設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。

參考文獻(xiàn)

[1]康維新.傳感器與檢測(cè)技術(shù).[M]北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社.2009.

[2]吳瑕.智能溫度報(bào)警器的研究與設(shè)計(jì).[D]天津:天津大學(xué).2009.

[3]趙多興.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]農(nóng)機(jī)使用與維修.2010，6（5）:97-98.

[4]劉思久，張禮勇.自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與虛擬儀器-原理、開發(fā)、應(yīng)用.[M]北京:電子工業(yè)出版社.2009.

[5]譚浩潔著.C程序設(shè)計(jì)第三版.[M]北京:清華大學(xué)出版社.2004.