基于arduino的指针式温湿度表【字数：10134】
摘 要Arduino是一款简单易用，功能强大的单片机。它具有开放性高、易用性强、交流性好等特点。Arduino有多种功能不一的传感器来采集环境中不同的参数，通过控制其他的电子元器件来改变环境。Arduino程序是用Arduino语言来编写的，编写的程序代码文件用专业软件进行编译后，再烧录到Arduino中。本论文的目的是用DHT11温湿度传感器来收集当前环境中的温度与湿度数据。Arduino对数据进行处理后，发送到舵机，通过舵机指针和刻度表进行指示。运用Arduino开发的指针式温湿度表，能够准确的显示环境的温度和湿度。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2温湿度计发展历程 1
1.2.1温度计发展历程 1
1.2.2湿度计发展历程 2
1.3研究目的与意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究的意义 3
第二章 整体方案设计 5
2.1系统功能介绍 5
2.2系统设计总图 5
2.3系统设计流程及原理图 5
第三章 系统硬件设计 7
3.1Arduino的定义及优势 7
3.2Arduino UNO主控模板 8
3.3DHT11温湿度传感器 9
3.4伺服电机 10
3.4.1伺服电机简介 10
3.4.2伺服电机PWM信号控制 10
3.5 Led灯 11
3.6蜂鸣器 11
第四章 系统软件设计 13
4.1软件开发工具 13
4.2Arduino编程语言 14
4.2.1 Arduino语言结构及功能 14
4.2.2Arduino常用函数 15
4.3程序软件设计 15
4.3.1初始化 15
4.3.2舵机模块程序 16
4.3.3蜂鸣器及Led模块 16
4.3.4调用的库文件介绍 17
4.5调试 18
致 谢 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1课题背景
对我们来说温度的高低和湿度的大小[1]是时时刻刻都要注意的问题。因为温度和湿度对我们的身体状况有很大的影响，夏天时室外温度过高，长时间在阳光下会导致人体温度过高，会体温调节功能紊乱[2]，身体散温过慢，导致长时间内人体温度过而导致高血管扩张、脉搏加速，严重时还会出现头晕，中暑等症状；反之，在冬天天气寒冷的时候，温度过冷又会导致人体代谢能力下降，抵抗力与免疫力下降，最终导致感冒[3]。即使温度不是很极端，只要是突然的温度改变，也会导致人生病。湿度对我们的影响也是如此[4]。湿度过高会导致空气中水汽含量过高，这会导致空气中氧气占比减少，从而导致缺氧头晕。湿度过低时，会导致人水流失加快，皮肤干燥。因此知晓我们生存环境的温与湿度是十分必要的，所以我们选择用指针式的温湿度表来测量室内室外的温度与湿度。在温度偏高或偏低时，能准确得到其数值，从而对自身或室内温度进行调节。
温湿度对动物和植物的生长存活也有很大的影响[5],如果温度不适宜动植物生存，会导致植物和动物生病，长时间在这种环境下还会大致死亡。温湿度对物品保存也有影响，比如食物在高温时更容易腐坏，烟草在潮湿时容易腐烂发霉等等。所以我们需要一款温湿度计或指针式温湿度表来测量某些环境的温湿度。
1.2温湿度计发展历程
1.2.1温度计发展历程
2000年前，就有古希腊人知道了空气受热会膨胀，图带还有一个叫“hero”的人通过空气受热膨胀的原理，发明了一个很像蒸汽机的东西，但这个并不能够称作为温度计。
直到1592年，伽利略发明了一个东西可以用来测定气压，原理是液体受热也会膨胀。他有一个朋友叫做Santorio，Santorio在1612年改造了伽利略发明的那个类似于温度计的东西，他把它放到封闭的容器里，温度变化的时候，由于空气和液体会受热膨胀，遇冷收缩，因此这个‘温度计’里彩色液体的高度也因此受到影响升高或降低，他利用这个‘温度计’来测量人体的温度并记录了液体高度，这应该是世界上第一个体温表。
直到1713年，一位叫做华伦海特的荷兰人在温度计上添加了刻度，他测量了冰融化时的温度，并将在温度计里彩色液体高度的位置刻下了第一个标记，然后测量未生病的人体的温度，也在温度计上刻下了彩色液体的高度作为第二个标记，最后他把冰，水和盐混合，他把这个温度时液体高度的刻度作为0度，并在第一个标记下标记32度，在第二个标记下标记为96度。1835年，有人精确确定了人体的正常温度是98.6度。华伦海特一开始选择用酒精作为温度计的液体，最后他选择使用水银作为温度计的液体，把水沸腾的时的温度212度作为温度计的最大值。这个标准被人叫做华氏度。
到了1742年，瑞典的摄尔修斯把水凝固时温度标为0度，水烧开时温度标记为100度，这就是摄氏度的由来。
但是这种由液体热冷缩的原理制作出来的温度计精度很低，人眼很难看清精确的测量值，因此诞生了电子温度计。
1.2.2湿度计发展历程
用来测量环境下空气内湿度大小的仪器被叫做湿度计。湿度的定义是水蒸气在空气中的含量，湿度有份相对湿度和绝对湿度两种。绝对湿度是指气体中的水蒸气净含量，单位为克每立方米。相对湿度是指气体中水蒸气含量与相同状态下气体中水蒸气达到饱和状态时的水蒸气含量的比值，表示方法为RH(%)。
在15世纪，意大利人发明了一种测量湿度的方法。他先在天平一侧放一团干燥的棉花，在另一端添加砝码，直到天平水平。当棉花吸收了水蒸气后，由于多了水的重量后，棉花的总质量会大于之前与干棉花重量相同的砝码重量，从而天平会向棉花一侧倾斜。通过测量吸收水汽之后的是棉花的重量与之前干燥时的重量比较，可以测定棉花吸收的水汽的多少。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2温湿度计发展历程 1
1.2.1温度计发展历程 1
1.2.2湿度计发展历程 2
1.3研究目的与意义 2
1.3.1研究目的 2
1.3.2研究的意义 3
第二章 整体方案设计 5
2.1系统功能介绍 5
2.2系统设计总图 5
2.3系统设计流程及原理图 5
第三章 系统硬件设计 7
3.1Arduino的定义及优势 7
3.2Arduino UNO主控模板 8
3.3DHT11温湿度传感器 9
3.4伺服电机 10
3.4.1伺服电机简介 10
3.4.2伺服电机PWM信号控制 10
3.5 Led灯 11
3.6蜂鸣器 11
第四章 系统软件设计 13
4.1软件开发工具 13
4.2Arduino编程语言 14
4.2.1 Arduino语言结构及功能 14
4.2.2Arduino常用函数 15
4.3程序软件设计 15
4.3.1初始化 15
4.3.2舵机模块程序 16
4.3.3蜂鸣器及Led模块 16
4.3.4调用的库文件介绍 17
4.5调试 18
致 谢 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
参考文献 21
附录 22
第一章 绪论
1.1课题背景
对我们来说温度的高低和湿度的大小[1]是时时刻刻都要注意的问题。因为温度和湿度对我们的身体状况有很大的影响，夏天时室外温度过高，长时间在阳光下会导致人体温度过高，会体温调节功能紊乱[2]，身体散温过慢，导致长时间内人体温度过而导致高血管扩张、脉搏加速，严重时还会出现头晕，中暑等症状；反之，在冬天天气寒冷的时候，温度过冷又会导致人体代谢能力下降，抵抗力与免疫力下降，最终导致感冒[3]。即使温度不是很极端，只要是突然的温度改变，也会导致人生病。湿度对我们的影响也是如此[4]。湿度过高会导致空气中水汽含量过高，这会导致空气中氧气占比减少，从而导致缺氧头晕。湿度过低时，会导致人水流失加快，皮肤干燥。因此知晓我们生存环境的温与湿度是十分必要的，所以我们选择用指针式的温湿度表来测量室内室外的温度与湿度。在温度偏高或偏低时，能准确得到其数值，从而对自身或室内温度进行调节。
温湿度对动物和植物的生长存活也有很大的影响[5],如果温度不适宜动植物生存，会导致植物和动物生病，长时间在这种环境下还会大致死亡。温湿度对物品保存也有影响，比如食物在高温时更容易腐坏，烟草在潮湿时容易腐烂发霉等等。所以我们需要一款温湿度计或指针式温湿度表来测量某些环境的温湿度。
1.2温湿度计发展历程
1.2.1温度计发展历程
2000年前，就有古希腊人知道了空气受热会膨胀，图带还有一个叫“hero”的人通过空气受热膨胀的原理，发明了一个很像蒸汽机的东西，但这个并不能够称作为温度计。
直到1592年，伽利略发明了一个东西可以用来测定气压，原理是液体受热也会膨胀。他有一个朋友叫做Santorio，Santorio在1612年改造了伽利略发明的那个类似于温度计的东西，他把它放到封闭的容器里，温度变化的时候，由于空气和液体会受热膨胀，遇冷收缩，因此这个‘温度计’里彩色液体的高度也因此受到影响升高或降低，他利用这个‘温度计’来测量人体的温度并记录了液体高度，这应该是世界上第一个体温表。
直到1713年，一位叫做华伦海特的荷兰人在温度计上添加了刻度，他测量了冰融化时的温度，并将在温度计里彩色液体高度的位置刻下了第一个标记，然后测量未生病的人体的温度，也在温度计上刻下了彩色液体的高度作为第二个标记，最后他把冰，水和盐混合，他把这个温度时液体高度的刻度作为0度，并在第一个标记下标记32度，在第二个标记下标记为96度。1835年，有人精确确定了人体的正常温度是98.6度。华伦海特一开始选择用酒精作为温度计的液体，最后他选择使用水银作为温度计的液体，把水沸腾的时的温度212度作为温度计的最大值。这个标准被人叫做华氏度。
到了1742年，瑞典的摄尔修斯把水凝固时温度标为0度，水烧开时温度标记为100度，这就是摄氏度的由来。
但是这种由液体热冷缩的原理制作出来的温度计精度很低，人眼很难看清精确的测量值，因此诞生了电子温度计。
1.2.2湿度计发展历程
用来测量环境下空气内湿度大小的仪器被叫做湿度计。湿度的定义是水蒸气在空气中的含量，湿度有份相对湿度和绝对湿度两种。绝对湿度是指气体中的水蒸气净含量，单位为克每立方米。相对湿度是指气体中水蒸气含量与相同状态下气体中水蒸气达到饱和状态时的水蒸气含量的比值，表示方法为RH(%)。
在15世纪，意大利人发明了一种测量湿度的方法。他先在天平一侧放一团干燥的棉花，在另一端添加砝码，直到天平水平。当棉花吸收了水蒸气后，由于多了水的重量后，棉花的总质量会大于之前与干棉花重量相同的砝码重量，从而天平会向棉花一侧倾斜。通过测量吸收水汽之后的是棉花的重量与之前干燥时的重量比较，可以测定棉花吸收的水汽的多少。
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