单片机和电阻屏的仓库温湿度测控系统设计【字数：15371】
粮食是人们的生存之本，它的温度和湿度保存条件直接影响质量要求，因此加强对仓库粮食的存储技术有重要意义。本课题研究的主要内容就是实现对粮库温湿度的检测与控制，以单片机为核心控制器，利用DHT11传感器检测温湿度值，无线模块传输数据实现对温度和湿度的分析与控制。如果超过预设的温湿度值，就会实现声音报警，同时还能通过GSM模块向工作人员发送报警信息，工作人员可通过当时的实际情况选择手动，或者选择自动模式控制异常(自动就是利用手机发送短信到GSM模块，然后传输到单片机来采取控制措施) 本系统还具有显示功能，现场温湿度值都可以在电阻屏上实时显示,这样可以方便工作人员更好地观测到粮食仓库的温湿度情况，做好随时应变措施，尽量避免意外情况发生，保护好财产生命安全。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外课题研究的现状 1
1.3课题研究的内容 2
1.4课题研究的章节安排 2
2.总体方案设计 4
2.1设计要求 4
2.2总体方案设计 4
2.3主要元器件选型 4
2.3.1单片机选型 4
2.3.2温湿度传感器选型 5
2.3.3无线收发模块选型 5
2.3.4短信报警模块选型 6
3.硬件设计 7
3.1单片机最小系统设计 7
3.1.1MAX3232电平转换电路 7
3.2传感器连接电路 8
3.3蜂鸣报警电路 9
3.4电阻屏显示电路 9
3.5无线通信电路 10
3.6GSM连接电路 11
3.6.1模块引脚功能 11
3.6.2GSM通信电路图 12
4软件设计 14
4.1主程序设计 14
4.2温湿度采集程序设计 16
4.3无线收发程序设计 18
4.4电阻屏显示程序设计 20
4.5蜂鸣报警程序设计 23
4.6GSM短信模块程序设计 24
4.6.1发送短信程序设计： 24
4.6. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2短信自动控制程序设计： 26
5系统的运行和调试 29
5.1调试过程和说明 29
5.2调试结果的分析 31
5.3调试中遇到的问题 31
6．总结与展望 32
6．1总结 32
6．2展望 32
参考文献 34
附录 35
附录一：温湿度测控系统电路原理图 35
附录二：软件程序 37
致谢 70
1.绪论
1.1课题研究的背景和意义
我国是农业大国，粮食属于国家安全的重要组成部分，要想在清查工作中保证粮食的质量问题，就必须加强对仓库粮食存储的的技术要求。我们在国家粮食局和物资储备局的官网上可以查到，自2008年9月初政府经修改更新后就颁布了《江苏省地方储备粮管理办法》，明确表示了政府的粮食行政管理部门对仓库粮食的存储有着重要的职责与责任。它的存储条件必须要通过政府的规章条件，尤其是对它的温度和湿度，更是有着高要求，同时工作人员必须要有着相关专业技能，以便能够应对突然的异常情况。
由于我国国土面积大，气候差异十分明显，虽然每个地方对粮食仓库的温度和湿度要求并没有统一的规定，但粮食的保存都需要做到隔热，防止潮湿霉变。如果不能运用现代先进的温湿度检测报警技术，一旦发生重大火灾或使粮食受潮，都会对经济上产生重大的损失，严重的还会威胁到生命财产安全。2006年重庆巴南区粮食仓库失火，13年在黑龙江林甸有78个粮库发生大火， 18年在吉林省洮南市粮食仓库有因管理不当发生重大火灾，就连在也门荷台达也有粮库发生过重大火灾。如果我们现在能设计一个温湿度检测系统，能够对异常情况发出警报并且做出相应的措施，那么将会大大减少此类情况的发生，保证经济和财产的安全。
1.2国内外课题研究的现状
现代科技飞速发展，对温湿度的要求越来越高，在生活中的各个方面都能见到，对粮库来说也不例外。温度和湿度受天气，地势等的因素影响，人为不能控制，让人们认识到了它的威胁性。因此，研发出一款有着高精度，高稳定性的测控系统是十分有必要的。
传感器是温湿度测控系统的最基本构成。20 世纪 80 年代它就在美国、日本等发达国家引起科技研究的重视，并且把它用在工业、农业、建筑等许多方面。同样的在这个时期中国也注意到了这项技术，一些科研机构或者高企会就着传感器研发测试装置，虽然当时研究的装置在自动化程度、精度、工作效率等方面还没有达到那么完美，但一步一个脚印的走过来却从中学到了许多知识。目前全球的温湿度测控系统都在向智能化、网络化方向迈进。温度传感器已经在国内外大量应用，最初采用的是小体积的热敏电阻,阻值会随着温度的变化而变化，成本低、使用简单容易为主要的优点。数字式温度传感器有单一转换和连续转换温度两种工作模式，执行温度转换使得结果存在温度寄存器中，执行完成之后到关闭模式。湿敏元件是最简单的湿度传感器，主要分为两种类型：电阻式和电容式。电阻式的特点是一层感湿材料膜在基片上面覆盖，空气中的水蒸气会影响它的电阻值和电阻率。电容式的特点是用高分子薄膜电容制成感湿元件，当湿度改变的时候，湿敏电容的电容量的变化通过介电常数的变化而跟着变化。不过它有一个很大的缺点，就是容易被污染，长期待在待检测环境中会影响其精度和稳定性。除湿敏元件外湿度传感器还有氯化锂湿度传感器，这种传感器是利用氯化锂电湿敏元件进行工作的。碳湿敏元件的研发具有相当多的优点比如响应速度快、无冲蚀效应、重复性好等等[6]。 温湿度传感器集合了电子技术和物理化学技术，制作工艺的选材与研究技术同样重要，它通常都是检测外部的温度和湿度，然后把它转化为容易被识别的数字信号进行分析处理，现在温度和相对湿度为温湿度传感器的主要测量指标。
温湿度测控系统的研究设计随着网络通信技术和传感器检测技术和微处理器芯片的发展在不断地进步。在国外的仓库监测技术中，传感器被广泛的应用于仓库的温湿度监测系统中，该传感器将微控制器与半导体集成电路的最新技术集成到一个芯片上，包括温度监测、计算机接口、存储和数字信号转换。功能相当强大，有些不仅可以检测温度还可以设置报警温度范围、进行 A/D 转换等等。国内虽然比不上，但一些传感器的配套产品也很丰富，如：中继器、插接器、分线器和远程控制模块等等。
1.3课题研究的内容
目录
1.绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外课题研究的现状 1
1.3课题研究的内容 2
1.4课题研究的章节安排 2
2.总体方案设计 4
2.1设计要求 4
2.2总体方案设计 4
2.3主要元器件选型 4
2.3.1单片机选型 4
2.3.2温湿度传感器选型 5
2.3.3无线收发模块选型 5
2.3.4短信报警模块选型 6
3.硬件设计 7
3.1单片机最小系统设计 7
3.1.1MAX3232电平转换电路 7
3.2传感器连接电路 8
3.3蜂鸣报警电路 9
3.4电阻屏显示电路 9
3.5无线通信电路 10
3.6GSM连接电路 11
3.6.1模块引脚功能 11
3.6.2GSM通信电路图 12
4软件设计 14
4.1主程序设计 14
4.2温湿度采集程序设计 16
4.3无线收发程序设计 18
4.4电阻屏显示程序设计 20
4.5蜂鸣报警程序设计 23
4.6GSM短信模块程序设计 24
4.6.1发送短信程序设计： 24
4.6. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2短信自动控制程序设计： 26
5系统的运行和调试 29
5.1调试过程和说明 29
5.2调试结果的分析 31
5.3调试中遇到的问题 31
6．总结与展望 32
6．1总结 32
6．2展望 32
参考文献 34
附录 35
附录一：温湿度测控系统电路原理图 35
附录二：软件程序 37
致谢 70
1.绪论
1.1课题研究的背景和意义
我国是农业大国，粮食属于国家安全的重要组成部分，要想在清查工作中保证粮食的质量问题，就必须加强对仓库粮食存储的的技术要求。我们在国家粮食局和物资储备局的官网上可以查到，自2008年9月初政府经修改更新后就颁布了《江苏省地方储备粮管理办法》，明确表示了政府的粮食行政管理部门对仓库粮食的存储有着重要的职责与责任。它的存储条件必须要通过政府的规章条件，尤其是对它的温度和湿度，更是有着高要求，同时工作人员必须要有着相关专业技能，以便能够应对突然的异常情况。
由于我国国土面积大，气候差异十分明显，虽然每个地方对粮食仓库的温度和湿度要求并没有统一的规定，但粮食的保存都需要做到隔热，防止潮湿霉变。如果不能运用现代先进的温湿度检测报警技术，一旦发生重大火灾或使粮食受潮，都会对经济上产生重大的损失，严重的还会威胁到生命财产安全。2006年重庆巴南区粮食仓库失火，13年在黑龙江林甸有78个粮库发生大火， 18年在吉林省洮南市粮食仓库有因管理不当发生重大火灾，就连在也门荷台达也有粮库发生过重大火灾。如果我们现在能设计一个温湿度检测系统，能够对异常情况发出警报并且做出相应的措施，那么将会大大减少此类情况的发生，保证经济和财产的安全。
1.2国内外课题研究的现状
现代科技飞速发展，对温湿度的要求越来越高，在生活中的各个方面都能见到，对粮库来说也不例外。温度和湿度受天气，地势等的因素影响，人为不能控制，让人们认识到了它的威胁性。因此，研发出一款有着高精度，高稳定性的测控系统是十分有必要的。
传感器是温湿度测控系统的最基本构成。20 世纪 80 年代它就在美国、日本等发达国家引起科技研究的重视，并且把它用在工业、农业、建筑等许多方面。同样的在这个时期中国也注意到了这项技术，一些科研机构或者高企会就着传感器研发测试装置，虽然当时研究的装置在自动化程度、精度、工作效率等方面还没有达到那么完美，但一步一个脚印的走过来却从中学到了许多知识。目前全球的温湿度测控系统都在向智能化、网络化方向迈进。温度传感器已经在国内外大量应用，最初采用的是小体积的热敏电阻,阻值会随着温度的变化而变化，成本低、使用简单容易为主要的优点。数字式温度传感器有单一转换和连续转换温度两种工作模式，执行温度转换使得结果存在温度寄存器中，执行完成之后到关闭模式。湿敏元件是最简单的湿度传感器，主要分为两种类型：电阻式和电容式。电阻式的特点是一层感湿材料膜在基片上面覆盖，空气中的水蒸气会影响它的电阻值和电阻率。电容式的特点是用高分子薄膜电容制成感湿元件，当湿度改变的时候，湿敏电容的电容量的变化通过介电常数的变化而跟着变化。不过它有一个很大的缺点，就是容易被污染，长期待在待检测环境中会影响其精度和稳定性。除湿敏元件外湿度传感器还有氯化锂湿度传感器，这种传感器是利用氯化锂电湿敏元件进行工作的。碳湿敏元件的研发具有相当多的优点比如响应速度快、无冲蚀效应、重复性好等等[6]。 温湿度传感器集合了电子技术和物理化学技术，制作工艺的选材与研究技术同样重要，它通常都是检测外部的温度和湿度，然后把它转化为容易被识别的数字信号进行分析处理，现在温度和相对湿度为温湿度传感器的主要测量指标。
温湿度测控系统的研究设计随着网络通信技术和传感器检测技术和微处理器芯片的发展在不断地进步。在国外的仓库监测技术中，传感器被广泛的应用于仓库的温湿度监测系统中，该传感器将微控制器与半导体集成电路的最新技术集成到一个芯片上，包括温度监测、计算机接口、存储和数字信号转换。功能相当强大，有些不仅可以检测温度还可以设置报警温度范围、进行 A/D 转换等等。国内虽然比不上，但一些传感器的配套产品也很丰富，如：中继器、插接器、分线器和远程控制模块等等。
1.3课题研究的内容
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