单片机在图书馆温湿度远程控制系统设计中(附件)【字数：10572】
The application of microcomputer in the design of the remote control system of the temperature and humidity in the library摘 要The application of microcomputer in the design of the remote control system of the temperature and humidity in the library摘 要图书馆作为一个收藏资讯、原始资料、数据库并提供相关查询服务的场所，在日常运营中除了要做好书籍的管理外，还要维持好图书馆良好的环境，因为温湿度对纸质文献材料的影响非常大。通过测试仪器对温度和湿度进行人工检测，这种方法效率低而且误差大，并且传统的图书馆温湿度监控系统存在扩展性差、组网不便以及维护成本高等问题。针对以上问题，基于单片机MSC-51系列中AT89S51、温湿度传感器SHT11和nRF401芯片，本文提出了一种低成本温湿度检测远程控制系统的方案。本次论文设计的内容主要包括系统硬件电路的设计和系统软件程序的设计两大部分硬件电路主要分为6个模块单片机模块、温湿度传感器模块、显示模块、报警器模块、无线传输模块以及控制设备模块。其中单片机模块与无线传输模块构成数据采集；液晶显示器模块构成系统的显示；温、湿度控制电路由温湿度传感器模块和报警器模块构成。图书馆工作人员根据书籍储藏环境的需要预先输入预设的温湿度值，当实际测量的温湿度不符合预设的温湿度标准时，蜂鸣器蜂鸣发出报警信号，启动相应的温湿度控制电路。系统软件主要分为5个模块主程序模块、温湿度测量子程序模块、显示子程序模块、无线接发程序模块及按键程序模块。关键词AT89S51；SHT11；nRF401；图书馆；远程控制系统
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景和研究意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 论文的主要内容 3
第二章 工具简介 5
2.1 C语言 5
2.2 Proteus简介 5
2.3 Keil C51编译器简介 5
第三章 系统方案设计及硬件选型 7 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景和研究意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 论文的主要内容 3
第二章 工具简介 5
2.1 C语言 5
2.2 Proteus简介 5
2.3 Keil C51编译器简介 5
第三章 系统方案设计及硬件选型 7 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.1设计过程及其要求 7
3.2设计总体方案及结构图 7
3.3 MCU 9
3.3.1单片机介绍 9
3.3.2晶振电路 10
3.3.3复位电路 11
3.3.4最小系统 11
3.3.5中断系统 12
3.4 温湿度传感器SHT11 12
3.5 LCD显示——LCD1602 13
3.6 无线传输与通信 16
3.6.1 nRF401技术指标 16
3.6.2 nRF401芯片主要引脚功能 16
第四章 硬件结构设计 18
4.1温湿度检测及其接口电路 18
4.1.1温湿度测量接口电路 18
4.1.2温度调节电路 18
4.1.3湿度调节电路 18
4.2 电源电路设计 20
4.3 键盘功能及其接口 21
4.4液晶屏显示及其接口 21
4.5报警电路的设计 22
4.6系统硬件总电路 23
第五章 软件设计 25
5.1 主程序流程图 25
5.2键盘扫描流程图 26
5.3 nRF401流程图 27
5.4 SHT11流程图 27
5.5显示流程图 28
第六章 软、硬件电路仿真 29
6.1 Proteus仿真软件 29
6.2 软件调试过程 29
6.3 软硬件联合仿真结果 29
6.4 温湿度检测单元仿真 30
6.5温度调节单元仿真 31
6.6 湿度调节单元仿真 34
6.7 电源电路仿真 36
6.8 键盘电路仿真 36
总结与展望 39
致谢 40
参考文献 41
绪论
1.1 课题背景和研究意义
随着时代的发展与科技的进步，电子期刊等非纸质文件逐渐取代了纸质文献的地位，但是纸质文献是文明的体现，具有着电子文件所没有的优势。纸质文献比较符合读者的阅读习惯，而且相较于电子文献，纸质文献对读者的视力损害较小。并且因为电子文献具有不稳定性、易失性，实体纸质文献反而能更好地保存文献信息及时代文明。
文献保护工作者们曾经多年致力于研究温湿度对纸质文献材料的影响并寻找文献储藏的适宜温湿度。[2]不适宜的温湿度会造成纸质文献的变形、老化及腐烂等损害。参考国家档案局《我国档案库房温湿度标准》，我们可知图书馆的图书区温度应控制在14摄氏度到24摄氏度之间（上下浮动2摄氏度），相对湿度应控制在百分之四十五到百分之六十之间（上下浮动百分之五）[3]。并且由科学家的研究可知，当室内温度在22摄氏度到25摄氏度之间、相对湿度在百分之四十到百分之六十之间时，读者更能处于活跃的思维状态，而且其工作、学习效率更高[4]。要确保图书馆环境保持一个适宜的温湿度，我们既要考虑图书馆室内书籍的储存安全环境是否合适，还要考虑图书馆内的温湿度是否适合读者们处于最佳的思维学习状态。[5]所以综上所述，我们可以得出图书馆最佳温湿度的环境为室内温度在22摄氏度到25摄氏度之间、相对湿度在百分之四十到百分之六十之间。
目前，大部分的图书馆都是通过中央空调系统进行手动调节温度，对湿度更是基本无措施加以管理。这种温湿度控制方法费时费力，效率低下且准确度不高，随机性大，很不科学。然而，若采用AT89S51单片机为核心，设计由温湿度数据采集、无线收发、单片机控制及数据显示模块组成的图书馆温湿度远程控制系统，则可以实现对图书馆温湿度的实时检测和远程控制。这既避免了繁琐的传统手工劳作，又有助于纸质文献的储藏。而且温湿度无线数据采集系统选用nRF401芯片，不仅优化便利了系统的设置，而且无需布置线缆电路即可采集数据，因而节省了系统建设成本并且克服了因有线网络存在而引起的维护检修等问题缺陷。因此，本文研究与设计旨在对图书馆温湿度形成更加简单而且准确的控制，从而达到更好地保护纸质文献的目的。
1.2 研究现状
在过去，测量温度与湿度是分开的。但是，随着科学技术的进步和人类生活的需要，出现了温湿度共测的传感器。1990年左右，集成温度湿度测量套件和应用于湿度传感器的测试系统的先后出现大大刺激了传感器的进一步发展。目前，国际上的新型温、湿度传感器发展趋势是从模拟式向数字式发展，从集成化向智能化、网络化发展。现今，国内外使用最频繁的温湿度传感器是SHTXX系列。
国外对温湿度控制技术的研究开始于20世纪70年代。研究初期，国外人员通过组合使用模拟式仪器进行现场信息的采集并实现系统的控制。在80年代末期，分布式控制系统开始出现兴起。21世纪初期，国外研究人员开始开发研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。当今世界上各个国家的温、湿度测量控制技术发展十分迅速，一些已实现半自动化的国家正积极努力地向着工业无人化、智能化、完全自动化的方向发展。现今，国外许多的大型企业都致力于研发新型传感器，发展和完善传感器研制技术，其目的是维持企业自身在市场销售上的活力，从而避免被时代和市场所淘汰。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/1477.html
