基于單片機(jī)的溫濕度檢測

【摘 要】現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，都是通過環(huán)境控制功能，來實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的檢測，進(jìn)而更好的管理農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)，單片機(jī)的研發(fā)就是為了提高環(huán)境的控制能力，使其可以更好的感應(yīng)出環(huán)境變化情況。其工作的原理，是將單片機(jī)控制功能與智能傳感器的監(jiān)測功能進(jìn)行結(jié)合，并在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了基于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)，以此使單片機(jī)具有更高的靈敏度。在設(shè)計單片機(jī)方案時，主要基于AT89C51系統(tǒng)的功能，設(shè)計了溫度、濕度檢測的方案，使單片機(jī)可以更加精準(zhǔn)的報告出溫度濕度變化情況。因此使用者要明確功能參數(shù)的變化形式，本文通過對單片機(jī)設(shè)計系統(tǒng)的分析，探索其檢測功能的原理。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 溫濕度傳感器 檢測與控制

溫濕度控制是生產(chǎn)過程中，最重要的控制管理因素，也是提高生產(chǎn)產(chǎn)量的基礎(chǔ)管理內(nèi)容，所以只有掌握了常見被控參數(shù)，才能更好的檢測溫度濕度變化。目前，溫阻法和濕阻法是檢測過程中，主要應(yīng)用的方式，具有高精度的檢測功能，可以對變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。單片機(jī)對溫、濕度控制，就符合這種要求，同時具有較高的靈活性，可以更方便的應(yīng)用AT89C51技術(shù)，使單片機(jī)的溫、濕度控制過程，實(shí)現(xiàn)了智能化標(biāo)準(zhǔn)。

一、單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及工作原理

（一）單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)是通過溫、濕度閉環(huán)檢測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集卡會統(tǒng)計溫濕度的變化情況，通過單片機(jī)傳輸給看門狗電路，并通過鍵盤輸入到單片機(jī)中，在通過D/A轉(zhuǎn)換器來變換傳輸?shù)男盘?，在變頻調(diào)速過程中，會對電機(jī)進(jìn)行傳輸。電機(jī)在通過速度傳感器把信號轉(zhuǎn)換成A/D模式，最后通過LED顯示電路，來反映出真實(shí)的溫度和濕度變化情況[1]。這種單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，會使檢測到的數(shù)值保持在一個穩(wěn)定的范圍內(nèi)，在外界環(huán)境不發(fā)生變化的情況下，這種硬件的結(jié)構(gòu)就不會改變，進(jìn)而可以更加及時的捕獲到環(huán)境溫度濕度的變化規(guī)律。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以通過觀測溫度濕度的變化規(guī)律，去總結(jié)出生產(chǎn)的方式，進(jìn)而在環(huán)境不斷變化的影響下，加大技術(shù)應(yīng)用的能力，使其可以促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)更加長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)。

（二）硬件系統(tǒng)溫度、濕度傳感器的選擇

硬件系統(tǒng)是單片機(jī)工作的主要部件，溫度傳感器系統(tǒng)主要通過數(shù)字溫度傳感器DS1820的運(yùn)用，來實(shí)現(xiàn)對溫濕度的控制和檢測。這種系統(tǒng)是美國DALLAS公司生產(chǎn)的一種高效率檢測系統(tǒng)，其具備的優(yōu)點(diǎn)是可以直接將檢測到溫度變化情況，通過轉(zhuǎn)化的形式，來進(jìn)行數(shù)字信號描述，同時這種溫度讀數(shù)的方式，也可以通過簡單的編程來實(shí)現(xiàn)，這時就需要利用到計算機(jī)控制系統(tǒng)，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成64位的光刻ROM。同時系統(tǒng)還可以接收到多個DS1820信號到地址線上，來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)之間的連通，使其可以更加全面的對溫濕度進(jìn)行控制，在與單片機(jī)通信的過程中，技術(shù)人員要通過技術(shù)的應(yīng)用，來簡化通信的過程，這樣會避免數(shù)據(jù)信息的遺漏和丟失，保障數(shù)據(jù)信息的內(nèi)容，可以真實(shí)的反映出環(huán)境情況[2]。

濕度傳感器的選擇要根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)的具體需要，以及對濕度感應(yīng)的能力，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，往往會出現(xiàn)，傳感器不能及時捕獲到濕度變化的情況，這時就影響了農(nóng)業(yè)培養(yǎng)的水平，因此在選擇的過程中，要采用電容式濕敏傳感器HS1101來對空氣濕度的變化情況。電容式濕度傳感器的使用標(biāo)準(zhǔn)要根據(jù)傳感器的靈敏度去控制，這樣才能更好的掌握感濕機(jī)理，從而在介電常數(shù)隨電極變化的過程中，就要利用感濕材料吸附作用，來對環(huán)境中的水分進(jìn)行控制，保障農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要[3]。

二、系統(tǒng)軟件設(shè)計

（一）數(shù)據(jù)采集

溫度數(shù)據(jù)的采集，是分析溫度濕度變化規(guī)律的重要指標(biāo)，也是系統(tǒng)軟件功能的一種體現(xiàn)，在經(jīng)過DS18B20系統(tǒng)特有功能的處理之后，系統(tǒng)會將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，明確影響溫度變化的因素，進(jìn)而在農(nóng)業(yè)培養(yǎng)的過程中，可以更好的控制農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)狀況。在自動轉(zhuǎn)化數(shù)字量的過程中，會根據(jù)系統(tǒng)采集功能的設(shè)計，來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理功能，在濕度監(jiān)測和控制的過程中，系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)會根據(jù)計算機(jī)檢測到的結(jié)果，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，判斷不同因素的影響程度。根據(jù)現(xiàn)場濕度信號的變化規(guī)律，在傳感器檢測到變化信號過程中，得到檢測的結(jié)論，這樣才能使變化的信號形式更加貼合實(shí)際的環(huán)境狀況。直流信號是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，將數(shù)字量傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)之后，系統(tǒng)軟件會根據(jù)數(shù)據(jù)的類型，建立起數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，利用PID算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，比較選擇控制量的控制效果[4]。

（二）數(shù)字濾波

數(shù)字濾波是通過數(shù)據(jù)比較過程得出的結(jié)論，利用計算機(jī)的過濾功能，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)控制，進(jìn)而更好的掌握到環(huán)境溫濕度變化規(guī)律，技術(shù)人員要對采樣所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析。在過濾了影響因素之后，可以把數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)軟件系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)的計算方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的處理，這樣可以保障得到的統(tǒng)計結(jié)果，可以更加真實(shí)的體現(xiàn)出環(huán)境情況，減少誤差的出現(xiàn)。濾去控制現(xiàn)場的影響能力，可以在采集數(shù)據(jù)的第一時間，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提高了軟件系統(tǒng)的工作效率，數(shù)字過濾結(jié)果采用中值濾波顯示的結(jié)果，一般情況下，會采集3個樣本，通過采集樣本的數(shù)值比較，將中間值輸送到固定的存儲單元[5]。

結(jié)語：我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得很多領(lǐng)域在生產(chǎn)的過程中，都實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的控制水平，在很大程度上提高了生產(chǎn)的能力，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)農(nóng)產(chǎn)品的過程中，就通過單片機(jī)的工作原理，來對環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行了控制和監(jiān)控。這種管理模式，可以使技術(shù)人員及時掌握到環(huán)境變化的情況，進(jìn)而采取有效的培養(yǎng)措施，來提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，使單片機(jī)功能更好的控制環(huán)境因素對農(nóng)作物生產(chǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)：

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