基于单片机的温湿度采集系统设计

基于单片机的温湿度采集系统
摘要:本设计就是以单片机（AT89C51）为核心，配合温湿度传感器（SHT11）以及相关的外围电路组成的检测系统，从而达到温湿度采集的目地。并且现代生活中出现了很多需要我们精确监控的操作，所以温湿度传感器的监控系统更被生活所需要。
本系统可以实时的接收被测环境的温湿度信号，通过温湿度传感器测得信号，并将信号传送到单片机进行处理。所有的测量操作都是在硬件基础上通过控制软件来实现，经分析后送到LCD显示装置进行显示。
关键字：单片机：温湿度传感器：AT89C51：LCD显示
A Temperature and Humidity Detection System based on Microcontrollers
Abstract： This is designed with the single chip processor (AT89C51) as the core, with temperature and humidity sensor SHT11) and related peripheral circuit testing system, thus to achieve the temperature and humidity collection purpose.
This system can receive real-time signal measured the environment temperature and humidity, through the measured temperature and humidity sensor signal, and the signal transmitted to the single chip microcomputer for processing. All measurements are based on the hardware through the control software to realize, after analysis to the LCD display device for display.
Keywords:Single chip computer, temperature and humidity sensor: AT89C51: LCD display

一、前言 1

1.1 设计目的及意义 1

1.2 国内外市场研究概括 1

1.3温湿度采集的发展阶段 2

二、温湿度采集系统总体方案设计 2

2.1总体设计目标 2

2.2方案的选择与比较 2

2.3总体设计组成框图 4

2.4功能模块的简单介绍 4

三、温湿度采集系统的硬件设计 5

3.1系统功能及主要指标 5

3.2器件的选择及介绍 5

3.2.1温湿度传感器 7

3.2.2显示模块 9

3.3.各模块电路设计 10

3.3.1单片机最小电路 11

3.3.2传感器电路 12

3.3.3显示电路 12

3.3.4蜂鸣器电路 13

3.3.5按键电路 14

四、系统软件设计方案 14

4.1系统主流程图 14

4.2键盘扫描程序 16

4.3蜂鸣器报警程序 17

4.4温湿度采集端程序流程图 18

五、系统调试 19

5.1硬件调试 19

5.2软件调试 19

5.3 硬件和软件联合调试 19

六、总结和展望 19

总结 21

附录 23

一、前言

1.1 设计目的及意义

在现实的生产生活中，我们经常会要用到温湿度传感器的，在食品行业，档案管理，温湿大棚，动物养殖，药品储存，烟草行业，工控行业，都是非常必要的。一般的温度计是用水银标示的，尽管结构简单，并且价格便宜，但是可靠性不高，并且计数不方便，但是使用单片机进行控制的话，不但控制方便，并且简单灵活，还可以很大程度上提高温度控制的技术指标，并且显示的时候用LCD显示也很直观。在档案管理的应用中，监控温湿度更能直观的看到环境的参数，可以更好的便于这种管理的可靠性。这种单片机的温湿度采集系统又极大程度的没有了人力劳作，更加的方便。

利用单片机作主控制器，主要功能是处理由温湿度传感器传来测得的数据，并且把处理好的数据送到LCD显示模块，数据温湿度传感器主要用来采集被测单位的参数，并且把所采集来的数据送到单片机。

总之无论是在日常的生活还是在工业中，农业方面都离不开温湿度的采集，因此研究温湿度的采集具有相当紧要的意义。

1.2 国内外市场研究概括

温度传感器早在17世纪就首次被使用，比湿度传感器出现的早一些。从伽利略发明温度计之后，人们对于温度的测量和湿度的测量进行了很多的变革、后来随着1821年，德国物理学家赛贝发明了热电偶传感器，人类才第一次把测量值变成电信号。

我国电子信息产业市场的发展，传感器已经变成了一定的产业基础，并且在技术创新、自主研发、竞争能力方面做了很多起色。为了促进国民经济的发展做出了重要的贡献。但是由于国内的半导体产业起步的比较迟，基础薄弱。对温湿度传感器的设计和研究处于起步阶段，与国外的先进技术还有相当大的差距。相关的企业和部门都在做出一系列积极的尝试和探索。在这方面，我国尚有较大的发展空间。

在我国现阶段来看，计算机技术的发展、微电子技术和自动控制技术的进一步发展，对温湿度采集系统的要求进一步细致化和增强化。因此在采集系统也在智能性，安全性，可靠性，方便性等方面得到发展。

1.3温湿度采集的发展阶段

1.手动采集。这是温湿度采集技术早期所采取的一种手段，当时并没有真正意义上的采集系统，一线的操作者既是温湿度采集系统的传感器也是温湿度采集的核心，通过对环境内外的观测，凭借长期的经验积累和直觉推测和判断，来记录温湿度。这种采集方法的劳动生产率低，不适合工业化农业生产的需要。

2.自动采集。利用计算机技术及传感网的发展，对环境中的因子进行自动收集采集汇总，可以更好的来记录采集来的温湿度。这种采集方法代替了人工不准确的采集方式，成为现在采集的主流形式。目前我国绝大部分的工农业都是使用这样的采集方式。

3.智能化采集。物联网技术和自动控制技术有机的结合，以环境中的温湿度作为采集和分析对象，通过自己设定的程序，配合实时生产需要的最佳温湿度参数，可以对采集来的数据进行处理，并且可以自动的选择合理的优化的调整，实现温湿度的智能化管理与生产，但是由于物联网还处于半成熟阶段，该方法还没有全部普及。

参考文献：

[1]陈静：《便携式煤矿电网参数实时检测仪器的眼界》2005（04）

[2]陈国照：《单片机的开发与应用》2011（02）

[3]AT89C51中文芯片规格书：http://wenku.baidu.cn

[4]黄晓因：《温湿度分时段控制研究》电子设计应用 2003

[5]江力：《单片机原理与应用技术》北京清华大学出版社2006

[6]陈健德：《单片机应用技术（C语言版)》电子工业出版社2014