单片机的仓库温湿度监控系统
目 录
一、引 言 1
1. 课题研究的背景 1
2. 课题研究的思想 1
3. 课题研究的主要任务 1
4. 课题研究的设计思想 2
二、系统总体方案设计 3
1. 设计思路 3
2. 总体设计框图 3
3. 方案选择 4
3.1 传感器选择方案 4
3.2 显示器选择方案 4
3.3 单片机主芯片选择方案 5
3.4 语音报警选择方案 5
3.5 无线传输选择方案 6
3.6 线路连接板的设计 6
三、系统硬件设计 7
1. 概述 7
2. 主控模块设计 7
2.1 STC89C52芯片的简介 7
2.2 最小系统电路 9
3. DHT11传感器模块设计 10
3.1 DHT11传感器简介 10
3.2 电路的时序结构 11
4. 12864液晶显示模块设计 12
4.1 12864液晶显示屏 12
4.2 显示电路 15
5. 语音报警模块设计 16
5.1 蜂鸣器模块 16
5.2 语音报警模块 17
6. 无线传输电路的设计 20
四、系统软件设计 23
1. 整体程序设计 23
2. 12864液晶显示模块设计 24
3. 传感器模块设计 26
4. 无线传输模块设计 29
五、系统仿真 30
结 论 31
致谢 32
参考 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
文献 33
附录A 34
附录B 35
附录C 36
一、引 言
1. 课题研究的背景
随着社会的进步，人们的生活水平不断提高，我们对自己所生活的环境越来越关注，社会的生产力也不断创新，对技术的要求越来越严格，不管是生产还是生活温湿度对人们的重要性就显而易见了，所以我们就有必要对其进行检测。
温度、湿度对于人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常用的性能指标，在生产生活等都需要对温度、湿度进行检测与控制。关于温湿度的检测起先是将人作为人载体，通过人为进行轮流值班、巡回查看等方式来测量和记录环境的状况信息。然而由于这种方式不能够理想化、不科学化，造成人力的滥用又没有良好的效益，所以随着科技的发展，智能化充斥我们的生活，将其应用在温湿度监控系统中就解决了人力的不合理利用和效益低等的问题，也让越来越科技化的生活更人性化。
2. 课题研究的思想
在社会经济的推动下，企业依靠生产来发展壮大，生产又要有良好的生产条件，不管是存放货物的仓库还是生产的车间，都要保证保持一定范围的温度、湿度值，本次课题主要实现仓库存储环境中的温湿度控制。
在仓库存储中，我们希望的是延长货品的使用寿命和安全可靠性，所以我们需要做的最重要的一项内容就是防止霉、腐、潮、爆的情况的出现，这就要求我们提高库内的温湿度的监控任务。本次设计的温湿度控制系统，不仅可以即时、精确的反映仓库内的温度及潮湿度的变化，而且能够实现对温度升高和降低以及温湿度上下限的控制。
3. 课题研究的主要任务
在设计中通过采集温度及湿度值来准确的判断标准值与当前值之间的差异，而可以及时启动报警装置（警报提示音）发出报警，并通过发射模块将信号传输出来并再提高接受模块收集信号。
还能够根据环境在不同时间段内对温湿度的不同要求，人为的随机更改温度及湿度的设定值，以满足用户不同的需求。
4. 课题研究的设计思想
（1）电路工作条件
本次电路的设计主要是为了实现对温湿度的控制和信号的无线传输。硬件方面有以下几个模块:
a.传感器检测模块
b.STC89C52单片机芯片模块
c.LCD12864液晶屏显示模块
d.语音报警模块
e.无线传输模块
（2）电路中需解决的问题
a.用温湿度传感器有效的检测出温湿度的值，并转化为电信号传输到单片机；
b.由单片机进行信号的分析、处理，控制整个系统正常运行；
c.通过程序编写，将脉冲数据能够显示在液晶显示屏上；
d.将蜂鸣器接入单片机电路，通过提供数据值是否超过温湿度的上下限值，最终程序将超限值进行语音报警；
e.出现警报将此讯息无线传输出去，通过接收器接收此信号。
（3）电路实现的功能
a.通过数字温湿度传感器采集温、湿度的数据传输给单片机；
b.单片机收到信号分析、处理数据，将采集到温湿度值送给12864液晶显示屏；
c.12864LCD液晶屏将传输的数据值进行显示；
d.温湿度通过上下限数值的限制，在不同的温湿度情况下通过接入的蜂鸣器实现数值越限语音报警；
e.最后将温湿度值通过传输装置进行无线传输和接收。
二、系统总体方案设计
1. 设计思路
设计总体上分为温湿度采集部分、信号处理部分、显示部分、报警部分以及数据信号无线传输部分。
将STC89C52单片机的最小系统电路作为本次设计的核心电路，主要来控制温湿度传感器对产生的数据信号的采集，从而控制12864液晶屏的显示（软件编程实现显示）和蜂鸣器的报警以及信号无线的传输。在设计电路时考虑到功能的丰富性，在蜂鸣器报警部分又加入了语音报警的功能，更具有人性化。
工作具体步骤是：依据电路原理图的设计将传感器、液晶显示屏分别接入单片机实现工作，再通过温湿度传感器采集温湿度值，将采集到的数据经过单片机处理，最后传送到液晶屏上显示出来，由连接的蜂鸣器实现越限语音报警，并且可以将信号传输到控制室。
2. 总体设计框图
围绕本次设计的思路，总体设计方案系统框图如下：
图1 整体设计方案框图
在本图中我们可以看出设计的几个基本模块，让我们更直观的了解设计的要求和需要完成的步骤。设计是以单片机为核心建立的设计模型，下面我们就这几个模块来完成各部分主体的选择。
3. 方案选择
根据本次论文电路的设计，主要包括了传感器电路、单片机的最小系统、液晶屏显示电路、报警语音提醒电路、无线传输电路以及无线接收电路几个部分。
为了更好的完善电路需求和实现人性化的需求，设计中分别列出来各部分模块电路的设计方案。
3.1 传感器选择方案
方案一：选用DS18B20和HS1101分别为温度和湿度的检测模块。
DS18B20是一款数字温度传感器。其接口方式：单线式；测量范围在—55℃~125℃，—10℃~85℃，误差范围在-+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。
HS1101是电容式湿度传感器。可测量的相对湿度范围在0%~100%RH。误差为-+2%RH。
一、引 言 1
1. 课题研究的背景 1
2. 课题研究的思想 1
3. 课题研究的主要任务 1
4. 课题研究的设计思想 2
二、系统总体方案设计 3
1. 设计思路 3
2. 总体设计框图 3
3. 方案选择 4
3.1 传感器选择方案 4
3.2 显示器选择方案 4
3.3 单片机主芯片选择方案 5
3.4 语音报警选择方案 5
3.5 无线传输选择方案 6
3.6 线路连接板的设计 6
三、系统硬件设计 7
1. 概述 7
2. 主控模块设计 7
2.1 STC89C52芯片的简介 7
2.2 最小系统电路 9
3. DHT11传感器模块设计 10
3.1 DHT11传感器简介 10
3.2 电路的时序结构 11
4. 12864液晶显示模块设计 12
4.1 12864液晶显示屏 12
4.2 显示电路 15
5. 语音报警模块设计 16
5.1 蜂鸣器模块 16
5.2 语音报警模块 17
6. 无线传输电路的设计 20
四、系统软件设计 23
1. 整体程序设计 23
2. 12864液晶显示模块设计 24
3. 传感器模块设计 26
4. 无线传输模块设计 29
五、系统仿真 30
结 论 31
致谢 32
参考 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
文献 33
附录A 34
附录B 35
附录C 36
一、引 言
1. 课题研究的背景
随着社会的进步，人们的生活水平不断提高，我们对自己所生活的环境越来越关注，社会的生产力也不断创新，对技术的要求越来越严格，不管是生产还是生活温湿度对人们的重要性就显而易见了，所以我们就有必要对其进行检测。
温度、湿度对于人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常用的性能指标，在生产生活等都需要对温度、湿度进行检测与控制。关于温湿度的检测起先是将人作为人载体，通过人为进行轮流值班、巡回查看等方式来测量和记录环境的状况信息。然而由于这种方式不能够理想化、不科学化，造成人力的滥用又没有良好的效益，所以随着科技的发展，智能化充斥我们的生活，将其应用在温湿度监控系统中就解决了人力的不合理利用和效益低等的问题，也让越来越科技化的生活更人性化。
2. 课题研究的思想
在社会经济的推动下，企业依靠生产来发展壮大，生产又要有良好的生产条件，不管是存放货物的仓库还是生产的车间，都要保证保持一定范围的温度、湿度值，本次课题主要实现仓库存储环境中的温湿度控制。
在仓库存储中，我们希望的是延长货品的使用寿命和安全可靠性，所以我们需要做的最重要的一项内容就是防止霉、腐、潮、爆的情况的出现，这就要求我们提高库内的温湿度的监控任务。本次设计的温湿度控制系统，不仅可以即时、精确的反映仓库内的温度及潮湿度的变化，而且能够实现对温度升高和降低以及温湿度上下限的控制。
3. 课题研究的主要任务
在设计中通过采集温度及湿度值来准确的判断标准值与当前值之间的差异，而可以及时启动报警装置（警报提示音）发出报警，并通过发射模块将信号传输出来并再提高接受模块收集信号。
还能够根据环境在不同时间段内对温湿度的不同要求，人为的随机更改温度及湿度的设定值，以满足用户不同的需求。
4. 课题研究的设计思想
（1）电路工作条件
本次电路的设计主要是为了实现对温湿度的控制和信号的无线传输。硬件方面有以下几个模块:
a.传感器检测模块
b.STC89C52单片机芯片模块
c.LCD12864液晶屏显示模块
d.语音报警模块
e.无线传输模块
（2）电路中需解决的问题
a.用温湿度传感器有效的检测出温湿度的值，并转化为电信号传输到单片机；
b.由单片机进行信号的分析、处理，控制整个系统正常运行；
c.通过程序编写，将脉冲数据能够显示在液晶显示屏上；
d.将蜂鸣器接入单片机电路，通过提供数据值是否超过温湿度的上下限值，最终程序将超限值进行语音报警；
e.出现警报将此讯息无线传输出去，通过接收器接收此信号。
（3）电路实现的功能
a.通过数字温湿度传感器采集温、湿度的数据传输给单片机；
b.单片机收到信号分析、处理数据，将采集到温湿度值送给12864液晶显示屏；
c.12864LCD液晶屏将传输的数据值进行显示；
d.温湿度通过上下限数值的限制，在不同的温湿度情况下通过接入的蜂鸣器实现数值越限语音报警；
e.最后将温湿度值通过传输装置进行无线传输和接收。
二、系统总体方案设计
1. 设计思路
设计总体上分为温湿度采集部分、信号处理部分、显示部分、报警部分以及数据信号无线传输部分。
将STC89C52单片机的最小系统电路作为本次设计的核心电路，主要来控制温湿度传感器对产生的数据信号的采集，从而控制12864液晶屏的显示（软件编程实现显示）和蜂鸣器的报警以及信号无线的传输。在设计电路时考虑到功能的丰富性，在蜂鸣器报警部分又加入了语音报警的功能，更具有人性化。
工作具体步骤是：依据电路原理图的设计将传感器、液晶显示屏分别接入单片机实现工作，再通过温湿度传感器采集温湿度值，将采集到的数据经过单片机处理，最后传送到液晶屏上显示出来，由连接的蜂鸣器实现越限语音报警，并且可以将信号传输到控制室。
2. 总体设计框图
围绕本次设计的思路，总体设计方案系统框图如下：
图1 整体设计方案框图
在本图中我们可以看出设计的几个基本模块，让我们更直观的了解设计的要求和需要完成的步骤。设计是以单片机为核心建立的设计模型，下面我们就这几个模块来完成各部分主体的选择。
3. 方案选择
根据本次论文电路的设计，主要包括了传感器电路、单片机的最小系统、液晶屏显示电路、报警语音提醒电路、无线传输电路以及无线接收电路几个部分。
为了更好的完善电路需求和实现人性化的需求，设计中分别列出来各部分模块电路的设计方案。
3.1 传感器选择方案
方案一：选用DS18B20和HS1101分别为温度和湿度的检测模块。
DS18B20是一款数字温度传感器。其接口方式：单线式；测量范围在—55℃~125℃，—10℃~85℃，误差范围在-+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。
HS1101是电容式湿度传感器。可测量的相对湿度范围在0%~100%RH。误差为-+2%RH。
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