太阳能温湿度检测系统硬件子系统(附件)
目前太阳能干燥技术发展十分迅速，在农产品干燥方面也得到广泛应用。在干燥去除水分的过程中，需要对干燥室内的温湿度进行实时检测。针对目前温湿度检测系统的笨重、昂贵、不准确的缺点，本次设计要研发出一款新型的温湿度检测系统。本系统采用模块化设计，单片机选用STC89C52，温湿度传感器选用DHT11，液晶显示屏模块选择1602，报警选用蜂鸣报警器，可方便简洁的实现监控的要求。由DHT11传感器检测室内温湿度数据并将其传送给单片机，进行处理后也可通过MAX232串口电路与PC端相连，在PC端和液晶显示屏上都可显示，若温湿度超出阀值，继电器将会吸合，可以驱动打开相应的外部设备来进行温湿度的自我调节。关键词 温湿度，单片机，传感器，报警，液晶显示器
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 本论文主要研究内容 2
1.4 本课题的国内外研究现状 3
2 系统介绍 4
2.1 系统总体框图 4
2.2 系统工作原理简介 4
2.3 方案选择 5
3 硬件电路设计 9
3.1 主控模块设计 9
3.2 DHT11传感器设计 12
3.3 LCD1602液晶显示屏设计 13
3.4 阈值按键模块设计 15
3.5 报警模块设计 16
3.6 继电器模块设计 17
3.7 通信串口模块设计 18
3.8 硬件调试 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录 23
1 绪论
1.1 课题研究背景
科技快速发展的今天，能源是推动经济，社会发展的巨大动力，是日常生活，工业生产不可缺少物质基础。从工业革命发展至今，煤炭、石油、天然气成为人类主要的能源选择，与蒸汽时代相比，它们的能源利用率大大提高，推动着科技进一步的发展与创新，但能源的利用也是把双刃剑，随着能源的大规模开发利用，生态自然环境遭到严重的破坏，人类自身也受到随之引起的污染威胁。
在此危机下 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，人们迫切需要寻找新型的清洁替代能源，而太阳能则是其中一种理想的的可再生能源，据数据统计，太阳能占可再生能源的99.4%，且利用方便，无需开采，对自然环境无污染，对生态平衡无破坏，被视为新型能源的不二之选，因此也越来越受到重视。
在农业方面，太阳能也得到了广泛的应用，农作物的储存是农作物收获过程中重要的环节，在此之前，农作物需要进行干燥脱水处理，这是影响农作物存储情况的重要过程，目前太阳能在干燥农作物方面的广泛应用大大提高了农作物的干燥水平，使得农作物能够更好的存储，在此干燥过程中，农作物的温湿度水平是决定干燥效率的重要指标，在此过程中，人们需要实时准确地采集温湿度数据并作出反应。
传统的检测方法主要依靠人力，在一定范围内布置多个信息采集点，并需要较为频繁的对数值进行观测，然而农作物库房内的热传递较缓慢，人的感知易出现误差，需要频繁多次进入闷热的库房观察温湿度变化，耗时耗力，并且对检测员的人身健康会造成伤害，同时也无法实时准确地采集到所需温湿度数据，无法高效的完成干燥，并造成农作物霉变，虫蛀。
1.2 课题研究的目的和意义
目前，在利用太阳能干燥农作物的过程中，检测的重点是温湿度的变化，温湿度的变化很大程度上会影响农产品干燥后的品质，在检测过程中，它们需要被整合视为整体进行全面的考虑，除此以外，可能影响温湿度检测结果的因素还有许多，某些因素之间会有交叉作用，从而会对检测过程造成干扰和失误，为了解决这些棘手的问题，设计一套全新的温湿度监控系统也就被提上议程，这一方面可以大幅度提高农作物的干燥效率，另一方面也可进一步提升农作物干燥后的品质，对于检测人员来说，这也大大减少了繁琐的检测工序，方便检测人员日常的检测与管理。目前的太阳能温湿度检测设备造价较高，数据采集检测实时性较差，检测结果精度较低，针对上述缺点，本设计分析研究出采用数字集成型温湿度传感器并使用单片机为核心检测控制的农作物干燥温湿度检测系统[1]。本系统采用STC89C52单片机，此单片机在仪表测量、工业检测、机械电子工业化等领域被广泛使用，在温湿度检测控制方面也得到较多运用[2]。STC89C52单片机结构简洁方便，成本较低，上手学习难度较低。
采用STC89C52单片机设计出的温湿度监测控制系统，灵敏度较高，可以实时检测到干燥室内温湿度数值及其细微的变化[3]。当检测到温湿度高于或低于一定限值时，可以启动相应的升降温，除增湿功能，从而很好的对室内温湿度实现控制，运用此种温湿度监测控制系统的农产品干燥仓库，可以做到实时精确地监测温湿度值，并可以在温湿度不符合时进行控制，使其能够满足干燥农产品过程中对温湿度的要求，大大优化了温湿度检测性能[4]。
1.3 本论文主要研究内容
当下，国内所应用的适用于农产品太阳能干燥的室内温湿度监测控制系统还较为传统落后，还存在着以下问题：
1）目前应用于温湿度检测的设备和相应的研究虽然很多，但是其中不少都只是针对湿度或温度一方面来进行研究，将温度和湿度两个监测量综合进行研究的还较少。
2）应用于农产品干燥的温湿度检测在检测方式上还严重依赖人工，此种检测方式不仅方式老化，而且控制装置落后，耗费人力时间较多。
3）目前所运用的温湿度检测装置较为传统，大多为模拟式，存在自身体积较大、移动不方便、并且难以与PC端相连在PC端显示监测数值的缺点。
此次设计，主要要解决的难题是如何对室内的温度和湿度进行实时的检测与控制，并做到省时省力。本次温湿度监测系统要求当室内温湿度数值发生变化时，温湿度传感器能及时检测到这一变化，温湿度传感器内的感应电阻会随着温湿度的变化而变化[5]。然后使用转换信号和电路可将其以电压的形式检测出来，接下来利用A/D转换器将其进行数模转换，转化为数字信号的形式。由主控模块进行分析处理，并通过1602液晶显示屏显示[6]。同时也可通过串口与上位机进行连接，并在PC端显示[7]。本设计通过键盘模块设计合适的温湿度范围，当温湿度不符合预先设定的范围时，声光报警器会工作，同时相应的继电器吸合，从打开或切断相对应的升降温，加除湿设备。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 课题研究的目的和意义 1
1.3 本论文主要研究内容 2
1.4 本课题的国内外研究现状 3
2 系统介绍 4
2.1 系统总体框图 4
2.2 系统工作原理简介 4
2.3 方案选择 5
3 硬件电路设计 9
3.1 主控模块设计 9
3.2 DHT11传感器设计 12
3.3 LCD1602液晶显示屏设计 13
3.4 阈值按键模块设计 15
3.5 报警模块设计 16
3.6 继电器模块设计 17
3.7 通信串口模块设计 18
3.8 硬件调试 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
附录 23
1 绪论
1.1 课题研究背景
科技快速发展的今天，能源是推动经济，社会发展的巨大动力，是日常生活，工业生产不可缺少物质基础。从工业革命发展至今，煤炭、石油、天然气成为人类主要的能源选择，与蒸汽时代相比，它们的能源利用率大大提高，推动着科技进一步的发展与创新，但能源的利用也是把双刃剑，随着能源的大规模开发利用，生态自然环境遭到严重的破坏，人类自身也受到随之引起的污染威胁。
在此危机下 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
，人们迫切需要寻找新型的清洁替代能源，而太阳能则是其中一种理想的的可再生能源，据数据统计，太阳能占可再生能源的99.4%，且利用方便，无需开采，对自然环境无污染，对生态平衡无破坏，被视为新型能源的不二之选，因此也越来越受到重视。
在农业方面，太阳能也得到了广泛的应用，农作物的储存是农作物收获过程中重要的环节，在此之前，农作物需要进行干燥脱水处理，这是影响农作物存储情况的重要过程，目前太阳能在干燥农作物方面的广泛应用大大提高了农作物的干燥水平，使得农作物能够更好的存储，在此干燥过程中，农作物的温湿度水平是决定干燥效率的重要指标，在此过程中，人们需要实时准确地采集温湿度数据并作出反应。
传统的检测方法主要依靠人力，在一定范围内布置多个信息采集点，并需要较为频繁的对数值进行观测，然而农作物库房内的热传递较缓慢，人的感知易出现误差，需要频繁多次进入闷热的库房观察温湿度变化，耗时耗力，并且对检测员的人身健康会造成伤害，同时也无法实时准确地采集到所需温湿度数据，无法高效的完成干燥，并造成农作物霉变，虫蛀。
1.2 课题研究的目的和意义
目前，在利用太阳能干燥农作物的过程中，检测的重点是温湿度的变化，温湿度的变化很大程度上会影响农产品干燥后的品质，在检测过程中，它们需要被整合视为整体进行全面的考虑，除此以外，可能影响温湿度检测结果的因素还有许多，某些因素之间会有交叉作用，从而会对检测过程造成干扰和失误，为了解决这些棘手的问题，设计一套全新的温湿度监控系统也就被提上议程，这一方面可以大幅度提高农作物的干燥效率，另一方面也可进一步提升农作物干燥后的品质，对于检测人员来说，这也大大减少了繁琐的检测工序，方便检测人员日常的检测与管理。目前的太阳能温湿度检测设备造价较高，数据采集检测实时性较差，检测结果精度较低，针对上述缺点，本设计分析研究出采用数字集成型温湿度传感器并使用单片机为核心检测控制的农作物干燥温湿度检测系统[1]。本系统采用STC89C52单片机，此单片机在仪表测量、工业检测、机械电子工业化等领域被广泛使用，在温湿度检测控制方面也得到较多运用[2]。STC89C52单片机结构简洁方便，成本较低，上手学习难度较低。
采用STC89C52单片机设计出的温湿度监测控制系统，灵敏度较高，可以实时检测到干燥室内温湿度数值及其细微的变化[3]。当检测到温湿度高于或低于一定限值时，可以启动相应的升降温，除增湿功能，从而很好的对室内温湿度实现控制，运用此种温湿度监测控制系统的农产品干燥仓库，可以做到实时精确地监测温湿度值，并可以在温湿度不符合时进行控制，使其能够满足干燥农产品过程中对温湿度的要求，大大优化了温湿度检测性能[4]。
1.3 本论文主要研究内容
当下，国内所应用的适用于农产品太阳能干燥的室内温湿度监测控制系统还较为传统落后，还存在着以下问题：
1）目前应用于温湿度检测的设备和相应的研究虽然很多，但是其中不少都只是针对湿度或温度一方面来进行研究，将温度和湿度两个监测量综合进行研究的还较少。
2）应用于农产品干燥的温湿度检测在检测方式上还严重依赖人工，此种检测方式不仅方式老化，而且控制装置落后，耗费人力时间较多。
3）目前所运用的温湿度检测装置较为传统，大多为模拟式，存在自身体积较大、移动不方便、并且难以与PC端相连在PC端显示监测数值的缺点。
此次设计，主要要解决的难题是如何对室内的温度和湿度进行实时的检测与控制，并做到省时省力。本次温湿度监测系统要求当室内温湿度数值发生变化时，温湿度传感器能及时检测到这一变化，温湿度传感器内的感应电阻会随着温湿度的变化而变化[5]。然后使用转换信号和电路可将其以电压的形式检测出来，接下来利用A/D转换器将其进行数模转换，转化为数字信号的形式。由主控模块进行分析处理，并通过1602液晶显示屏显示[6]。同时也可通过串口与上位机进行连接，并在PC端显示[7]。本设计通过键盘模块设计合适的温湿度范围，当温湿度不符合预先设定的范围时，声光报警器会工作，同时相应的继电器吸合，从打开或切断相对应的升降温，加除湿设备。
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