粮食仓库温湿度检测报警
摘 要本次的课题设计主要是以STC89C52单片机为核心，以及DHT11温湿度传感器等相关元器件，和相关的外围电路所构成的检测系统，并且能够通过LabVIEW上显示的数据，把监控环境的温度和湿度情况实时显示出来。若检测到的数据超过所设定的温湿度上下限，则系统会自动产生相应的声光报警。主机控制软件完成测量操作，温湿度传感器获得到的信号经转换传送到单片机进行数据处理，通过软件分析处理后送至PC机上的显示装置。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的 1
1.3课题研究意义 1
1.4温湿度检测的发展状况以及存在的问题 1
1.5本课程设计的主要内容 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1温湿度传感器 3
2.1.1DHT11产品概述 3
2.1.2电源引脚 4
2.1.3串行接口 (单线双向) 4
2.1.4DHT11引脚说明 4
2.1.5焊接信息 5
2.1.6注意事项 5
2.2单片机STC89C52 5
第三章 系统的硬件设计 7
3.1单片机最小系统电路 7
3.2温湿度采集电路 7
3.3声光报警电路 8
3.4USB转串口接口 8
第四章 系统软件方案的设计 10
4.1前面板设计 10
4.2程序框图设计 11
4.3软硬件联合调试 13
4.3.1温度调试 14
4.3.2湿度调试 14
4.4代码介绍 15
4.5焊接及调试中遇到的困难及如何解决的 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 22
附录B 24
第一章 绪论
1.1课题研究背景
现在广泛使用的温室,食品是人们生存的物质基础,因此,为了确保产品的质量和机器的使用寿命,环境的要求也很高,特别是温度和湿度的控制。现在社会
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
发展迅速，信息产业的发展和工业化的进步,温度和湿度不仅在上述方面影响人类的基本生活条件,还在医药健康、科学研究、国防建设等有影响。根据上述情况,开发可靠且实用的温度和湿度传感器是非常重要的。常用的温湿度传感器输出性能较差,温度和湿度的测量手段都比较复杂,电路调试起来有很大的困难。传统多采用模拟小信号传感器测量温度和湿度,不仅信号调节电路复杂,温度和湿度值的校准过程也非常复杂,需要使用昂贵的仪器和设备校准。所以对数字温度传感器和湿度传感器的设计生产有伟大的现实意义。此设计温度和湿度的检测和控制系统基于STC89C52单片机,主要由DHT11的广泛应用于温度和湿度测试,仪器具有较高的测量精度,硬件电路简单,而且可以很好的显示,可以测试不同的环境温度和湿度的特点。此外,控制电路相连,可以执行加湿和除湿电路,温度和湿度的控制参数在预设范围内,不需要人直接参与。
1.2课题研究目的
为了适应如今工业界对于创新型工程科技人才的需求，以LabVIEW为核心的图形化系统设计为学生提供了一个统一的教学科研平台，让学生从理论到实践，对工程有一个全新深入的理解。选用了此课题《粮食仓库温湿度检测报警系统设计》，目的是为了熟练掌握LabVIEW软件的应用,熟练掌握虚拟仪器技术，熟悉有关专业设计，熟练应用，学会为中小型企业设计实现一个简单地工程应用的解决方案。
粮库是存储粮食的一个重要方式，现已广泛使用，因此在不同季节内，我们要对粮仓进行有效的保护措施。所以研究温湿度的控制非常有必要，它能让农民辛苦的劳作物得到保障。
1.3课题研究意义
本次课题在知识上的训练,学生可以学习综合运用多学科的知识和技能,分析解决实际问题；在能力上的训练,学生可以根据学习任务的主题，来进行信息研究、收集、加工和整理,掌握科学研究的基本方法,掌握实验和测试的基本方法,提高分析和解决实际问题的能力；在综合素质上的训练,可以培养学生严肃认真的科学态度和严谨务实的工作作风,树立准确全局观念。
1.4温湿度检测的发展状况以及存在的问题
在我国早期只运用相对落后的微机控制的温度和湿度测量技术,这项技术有限的测量单边环境因素,不支持复杂的环境控制。在对外国先进温度和湿度检测技术学习后,经过缓慢的多次实验,现在已经发展到微计算机应用测量的技术。主要包括单片机技术,这种技术是使用单片机控制温度和湿度检测系统，过程和步骤很简单,但是不能实现多参数电路的温度和湿度控制系统。
国外的温度和湿度学习时间相对于国内更早，外国首先结合设计的早期形式的模拟设备,使用当地的材料，收集一系列指令和记录。如今世界上几乎所有的国家在研究和开发基于计算机的温度和湿度控制系统,该系统由许多因素控制,其主要特点是精度高、稳定性强。往后趋于稳定化和无人化。
传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种：
（1）相对湿度（rh）：实际的空气中湿水汽压与饱和蒸汽水压力的比例,相对湿度的大小可以直接说明空气相对饱和度。空气干燥,相对湿度是零。相对湿度越小的话,表示空气越干燥。当相对湿度接近100%的时候,表明空气非常潮湿,接近饱和。
（2）露点（或霜点）温度：表示空气在水含量和气压都不变的情况下，降温到饱和时的温度。
（3）电阻式湿度片：使用吸湿膜的电阻值随其湿度变化的原理，常用的两种是碳膜湿度敏感电阻器和氯化锂的湿度片。前者使用聚合物和炭黑导电材料,加上一定比例的胶状液体,电阻涂层衬底组成电阻片;后者是在一个衬底上涂上一层氯化锂酒精溶液,当空气湿度改变，氯化锂溶液浓度变化从而也改变了米骗的电阻。
（4）薄膜湿敏电容：基于聚合物介质的电容器,由于吸收或释放水蒸气改变电容值。制作精致,性能优秀,常用在无线电探空仪和遥测。随着快速发展的智能检测系统，基于单片机的温湿度检测系统将多传感器的系统融合在一起。如何控制多传感器集中在一个测试系统,来自多个传感器的信息需要综合利用,测量对象得到可靠的解释,以便让系统做出正确的反应,决策和控制,这个问题是智能检测系统最解决的。这些检测装置、仪器只能适用于测量大概的温湿度，而对于真正需要准确的温湿度测量还要更加精密的仪器和技术手段。对于粮仓这种需要准确度高的采用单片机检测比较合适。
1.5本课程设计的主要内容
在本设计以STC89C52单片机为核心，在这个设计中, 主要有温湿度传感器DHT11,蜂鸣器等。硬件电路分为通信接口和电源电路，单片机复位和晶振电路，声光报警电路，温湿度传感器电路。程序部分分为单片机接收和发送程序、串口通信程序、LabVIEW显示和控制报警程序。最终就是硬件与程序部分结合，温湿度传感器把采集到的信息传输给单片机后，单片机在通过串口传送给PC机上的LabVIEW内显示温湿度，当超限时不仅灯光闪烁蜂鸣器还会发出声音。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的 1
1.3课题研究意义 1
1.4温湿度检测的发展状况以及存在的问题 1
1.5本课程设计的主要内容 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1温湿度传感器 3
2.1.1DHT11产品概述 3
2.1.2电源引脚 4
2.1.3串行接口 (单线双向) 4
2.1.4DHT11引脚说明 4
2.1.5焊接信息 5
2.1.6注意事项 5
2.2单片机STC89C52 5
第三章 系统的硬件设计 7
3.1单片机最小系统电路 7
3.2温湿度采集电路 7
3.3声光报警电路 8
3.4USB转串口接口 8
第四章 系统软件方案的设计 10
4.1前面板设计 10
4.2程序框图设计 11
4.3软硬件联合调试 13
4.3.1温度调试 14
4.3.2湿度调试 14
4.4代码介绍 15
4.5焊接及调试中遇到的困难及如何解决的 18
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
附录A 22
附录B 24
第一章 绪论
1.1课题研究背景
现在广泛使用的温室,食品是人们生存的物质基础,因此,为了确保产品的质量和机器的使用寿命,环境的要求也很高,特别是温度和湿度的控制。现在社会
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
发展迅速，信息产业的发展和工业化的进步,温度和湿度不仅在上述方面影响人类的基本生活条件,还在医药健康、科学研究、国防建设等有影响。根据上述情况,开发可靠且实用的温度和湿度传感器是非常重要的。常用的温湿度传感器输出性能较差,温度和湿度的测量手段都比较复杂,电路调试起来有很大的困难。传统多采用模拟小信号传感器测量温度和湿度,不仅信号调节电路复杂,温度和湿度值的校准过程也非常复杂,需要使用昂贵的仪器和设备校准。所以对数字温度传感器和湿度传感器的设计生产有伟大的现实意义。此设计温度和湿度的检测和控制系统基于STC89C52单片机,主要由DHT11的广泛应用于温度和湿度测试,仪器具有较高的测量精度,硬件电路简单,而且可以很好的显示,可以测试不同的环境温度和湿度的特点。此外,控制电路相连,可以执行加湿和除湿电路,温度和湿度的控制参数在预设范围内,不需要人直接参与。
1.2课题研究目的
为了适应如今工业界对于创新型工程科技人才的需求，以LabVIEW为核心的图形化系统设计为学生提供了一个统一的教学科研平台，让学生从理论到实践，对工程有一个全新深入的理解。选用了此课题《粮食仓库温湿度检测报警系统设计》，目的是为了熟练掌握LabVIEW软件的应用,熟练掌握虚拟仪器技术，熟悉有关专业设计，熟练应用，学会为中小型企业设计实现一个简单地工程应用的解决方案。
粮库是存储粮食的一个重要方式，现已广泛使用，因此在不同季节内，我们要对粮仓进行有效的保护措施。所以研究温湿度的控制非常有必要，它能让农民辛苦的劳作物得到保障。
1.3课题研究意义
本次课题在知识上的训练,学生可以学习综合运用多学科的知识和技能,分析解决实际问题；在能力上的训练,学生可以根据学习任务的主题，来进行信息研究、收集、加工和整理,掌握科学研究的基本方法,掌握实验和测试的基本方法,提高分析和解决实际问题的能力；在综合素质上的训练,可以培养学生严肃认真的科学态度和严谨务实的工作作风,树立准确全局观念。
1.4温湿度检测的发展状况以及存在的问题
在我国早期只运用相对落后的微机控制的温度和湿度测量技术,这项技术有限的测量单边环境因素,不支持复杂的环境控制。在对外国先进温度和湿度检测技术学习后,经过缓慢的多次实验,现在已经发展到微计算机应用测量的技术。主要包括单片机技术,这种技术是使用单片机控制温度和湿度检测系统，过程和步骤很简单,但是不能实现多参数电路的温度和湿度控制系统。
国外的温度和湿度学习时间相对于国内更早，外国首先结合设计的早期形式的模拟设备,使用当地的材料，收集一系列指令和记录。如今世界上几乎所有的国家在研究和开发基于计算机的温度和湿度控制系统,该系统由许多因素控制,其主要特点是精度高、稳定性强。往后趋于稳定化和无人化。
传统的温度和湿度检测系统主要有以下几种：
（1）相对湿度（rh）：实际的空气中湿水汽压与饱和蒸汽水压力的比例,相对湿度的大小可以直接说明空气相对饱和度。空气干燥,相对湿度是零。相对湿度越小的话,表示空气越干燥。当相对湿度接近100%的时候,表明空气非常潮湿,接近饱和。
（2）露点（或霜点）温度：表示空气在水含量和气压都不变的情况下，降温到饱和时的温度。
（3）电阻式湿度片：使用吸湿膜的电阻值随其湿度变化的原理，常用的两种是碳膜湿度敏感电阻器和氯化锂的湿度片。前者使用聚合物和炭黑导电材料,加上一定比例的胶状液体,电阻涂层衬底组成电阻片;后者是在一个衬底上涂上一层氯化锂酒精溶液,当空气湿度改变，氯化锂溶液浓度变化从而也改变了米骗的电阻。
（4）薄膜湿敏电容：基于聚合物介质的电容器,由于吸收或释放水蒸气改变电容值。制作精致,性能优秀,常用在无线电探空仪和遥测。随着快速发展的智能检测系统，基于单片机的温湿度检测系统将多传感器的系统融合在一起。如何控制多传感器集中在一个测试系统,来自多个传感器的信息需要综合利用,测量对象得到可靠的解释,以便让系统做出正确的反应,决策和控制,这个问题是智能检测系统最解决的。这些检测装置、仪器只能适用于测量大概的温湿度，而对于真正需要准确的温湿度测量还要更加精密的仪器和技术手段。对于粮仓这种需要准确度高的采用单片机检测比较合适。
1.5本课程设计的主要内容
在本设计以STC89C52单片机为核心，在这个设计中, 主要有温湿度传感器DHT11,蜂鸣器等。硬件电路分为通信接口和电源电路，单片机复位和晶振电路，声光报警电路，温湿度传感器电路。程序部分分为单片机接收和发送程序、串口通信程序、LabVIEW显示和控制报警程序。最终就是硬件与程序部分结合，温湿度传感器把采集到的信息传输给单片机后，单片机在通过串口传送给PC机上的LabVIEW内显示温湿度，当超限时不仅灯光闪烁蜂鸣器还会发出声音。
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