物联网的孵化室温湿度监测报警系统设计下位机部分
目 录
1 引言 1
1.1 孵化室发展背景1
1.2 孵化室工作基本原理1
1.3 国内现状、发展 1
1.4 课题设计的意义2
1.5 预期的结果2
2 系统的各部分组成 3
2.1 单片机的选择3
2.2 温湿度传感器的选择3
2.3 报警模块的设计3
2.4 显示电路的选择4
2.5 按键模块的确定5
2.6 串口通信设计5
2.7 电源部分设计5
2.8 电路设计最终方案确定6
3 系统硬件电路设计 6
3.1系统功能模块的划分 6
3.2 各单元模块功能分析及模块电路设计7
3.3系统硬件设计原理图14
3.4 PCB图 15
3.5温湿度监测元件清单 16
4 系统软件的设计 16
4.1 LCD1602液晶软件设计17
4.2 DHT11温湿度传感器软件设计19
4.3 按键模块软件调试20
4.4 报警模块工作调试 20
4.5单片机的调试过程 21
5 开发平台的介绍 22
5.1 keil编译器软件简介 23
5.2 PROTEL99SE软件简介 26
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录部分 单片机程序 32
1 绪论
1.1 孵化室发展背景
伴随生活水平的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
进步，物质生活的需求日益重要。鸡肉、鸡蛋凭借其高营养价值、价格低廉等益处，永远是人们平常生活中不可缺少的农产品。在繁衍过程当中对种蛋孵化过程中的各类作用要素提出了更高的条件。
近年来，个体养殖业的快速发展，人民生活逐步富裕，而在养殖场孵化过程产生越来越多的问题。由于在温湿度的控制方面，已经满足不了当今的需求，降低了孵化率，进而大大降低了经济效益。伴随养殖业沿着产业化、规模化的方向发展，孵化装置势必迎来新的挑战和机遇。为节约资金，帮助一般养殖户能够实现基本的生产要求，加大对孵化器的改进和进行温湿度的物联网监控的研究将有很大的市场前景和社会效益。
1.2 孵化室工作基本原理
本设计将孵化温度和湿度作为主要控制对象，流程是：根据预编程的单片机程序和采集到的湿度信号，数据处理和计算。根据传感器检测电路、执行器件驱动电路[2]、键盘接口、液晶显示等，令其可以实时测控孵化箱内温湿度，又可以利用串行通信接口完成与上位机的信息交互功能。我们依据上面的要求，单片机应用系统的设计还是可以进行的。
1.3 国内现状、发展
中国孵化器的产生和发展：1987年，在武汉东湖开始发展起来，中国的孵化设备开始起步。到21世纪初，我们出现了100多家孵化器生产企业以及相关的创业地点，排列世界第三位。近些年来，国家投资43000000元的高新技术创业服务中心启动，10000000000元用于创业建设，4100多个孵化高新技术企业，孵化器在中国正成为一个新兴的行业。
1.4 课题设计的意义
我们都知道环境的作用在我们日常生活中有着不可或缺的作用，无论是从工业，农业等角度思考，都有着极其重要的应用。由于不同的需求，我们需要监测的对象也会发生相应的变化。在我们实际生活之中，温湿度的监测有着非常广泛的实践用途。其中温度和湿度，是非常重要的指标，我们可以根据温湿度的不同，得出不同的结论，所以我们必须不定期的观察温湿度的变化，做出相对应的应对。我们运用STC89C52单片机当成控制芯片，在多个应用领域，都取得了令人瞩目的功效。当然，用其作为温湿度监测的事例也是最常见的。我们使用单片机STC89C52，能够实现温湿度的整个系统过程的检测与控制，对实验的结果，有非常重要的作用，而且STC89C52单片机很容易学习与使用。我们使用单片机STC89C52可以准确的反应孵化室的温湿度情况，以实时的控制孵化室内的温湿度，提高了孵化效率，降低了成本，大大加大了人们对孵化室的掌控，提高了经济效益。将此应用运用到孵化室之中，无疑是有利的，方便了我们对孵化室的控制。
温度与湿度的控制，与人类的生活紧密联系，传统的温湿度控制，我们都是依靠人力，以人为主的控制，通过人，来记录和测量温湿度的不同时间段的变化情况，在这种情况下，不仅仅大大降低了工作效率，而且浪费了巨大的人力，不利于经济的发展。现在，对温湿度的控制技术不断的飞速发展，人们也越来越意识到传统的手段已经不能满足现在的需要，推出的智能化的温湿度控制系统，大大提高了工作效率，满足了人们对孵化室的孵化率的需要，从最新科技运用，到产生的一系列经济效应，我们发现当今的温湿度控制技术，已成为一种主流。我们对温湿度的控制，采用了DHT11温湿度传感器，大大简化了工作手段，提高了运行效率。无论是从工作量角度，还是在经济方面思考，温湿度方面的需求，已逐步发展为不可缺少的方面。通过对该课题的设计，我们对孵化室温湿度监测技术的熟练使用，这无疑对我们是一种提高。从更加长远的角度思考，对温湿度的控制，从农业、工业、军事等角度，这将是一笔宝贵的经济财富。因此，对温湿度的监测，大大提高了社会的经济效益，从而改善了人民的生活条件，都有着非常重要的作用。
1.5预期的结果
①我们设计了人性化的界面，用户能够实时根据自己的需要，控制温湿度的设定值。
②我们能够第一时间准确的得到温度与湿度的值。
③根据温湿度传感器反应的当前温湿度，与要求的设定值进行比较，按时的进行报警，通过智能手段，改变当前环境的温湿度。
④彻底改变传统单一依靠人力的做法，做到对温湿度波动的数值，准确无误的了解，做到智能化的控制，大大提高了系统的工作效率和稳定性。
2 系统的各部分组成
2.1 单片机的选择
单片机的全称是单片微型计算机。使用为了方便，在一块半导体芯片上，将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和输入/输出接口电路等主要功能部件全部放置在上面，构成了一个完整的计算机系统。异于常用的计算机，参照工业要求设计单片机指令，亦被称为微控制器[4]。
STC89C52用了密度非常高的，具有不易失存储器技术，跟工业的80C51有相似的指令和引脚[4]。在单一芯片上，具备在系统可编程Flash和8 位CPU，能够提供有效灵活的解决方案。在空闲模式下，CPU运行终止，定时器/计数器、串口、RAM、中断可以继续运行。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个断或硬件复位为止【3】。
2.2 温湿度传感器的选择
DHT11温湿度传感器有校准的数字信号输出。该器件工作时响应很快，抗干扰的能力很强，其性价比高，品质好赢得了广泛好评。DHT11都会进行极其精确的湿度校准，因此工作精确度非常之高。由于单线制串行接口的存在，系统集成逐渐简易快捷。4针单排容易连接，我们可以根据自己的需要使用一种特殊的包装形式。
1 引言 1
1.1 孵化室发展背景1
1.2 孵化室工作基本原理1
1.3 国内现状、发展 1
1.4 课题设计的意义2
1.5 预期的结果2
2 系统的各部分组成 3
2.1 单片机的选择3
2.2 温湿度传感器的选择3
2.3 报警模块的设计3
2.4 显示电路的选择4
2.5 按键模块的确定5
2.6 串口通信设计5
2.7 电源部分设计5
2.8 电路设计最终方案确定6
3 系统硬件电路设计 6
3.1系统功能模块的划分 6
3.2 各单元模块功能分析及模块电路设计7
3.3系统硬件设计原理图14
3.4 PCB图 15
3.5温湿度监测元件清单 16
4 系统软件的设计 16
4.1 LCD1602液晶软件设计17
4.2 DHT11温湿度传感器软件设计19
4.3 按键模块软件调试20
4.4 报警模块工作调试 20
4.5单片机的调试过程 21
5 开发平台的介绍 22
5.1 keil编译器软件简介 23
5.2 PROTEL99SE软件简介 26
结论 29
致谢 30
参考文献 31
附录部分 单片机程序 32
1 绪论
1.1 孵化室发展背景
伴随生活水平的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
进步，物质生活的需求日益重要。鸡肉、鸡蛋凭借其高营养价值、价格低廉等益处，永远是人们平常生活中不可缺少的农产品。在繁衍过程当中对种蛋孵化过程中的各类作用要素提出了更高的条件。
近年来，个体养殖业的快速发展，人民生活逐步富裕，而在养殖场孵化过程产生越来越多的问题。由于在温湿度的控制方面，已经满足不了当今的需求，降低了孵化率，进而大大降低了经济效益。伴随养殖业沿着产业化、规模化的方向发展，孵化装置势必迎来新的挑战和机遇。为节约资金，帮助一般养殖户能够实现基本的生产要求，加大对孵化器的改进和进行温湿度的物联网监控的研究将有很大的市场前景和社会效益。
1.2 孵化室工作基本原理
本设计将孵化温度和湿度作为主要控制对象，流程是：根据预编程的单片机程序和采集到的湿度信号，数据处理和计算。根据传感器检测电路、执行器件驱动电路[2]、键盘接口、液晶显示等，令其可以实时测控孵化箱内温湿度，又可以利用串行通信接口完成与上位机的信息交互功能。我们依据上面的要求，单片机应用系统的设计还是可以进行的。
1.3 国内现状、发展
中国孵化器的产生和发展：1987年，在武汉东湖开始发展起来，中国的孵化设备开始起步。到21世纪初，我们出现了100多家孵化器生产企业以及相关的创业地点，排列世界第三位。近些年来，国家投资43000000元的高新技术创业服务中心启动，10000000000元用于创业建设，4100多个孵化高新技术企业，孵化器在中国正成为一个新兴的行业。
1.4 课题设计的意义
我们都知道环境的作用在我们日常生活中有着不可或缺的作用，无论是从工业，农业等角度思考，都有着极其重要的应用。由于不同的需求，我们需要监测的对象也会发生相应的变化。在我们实际生活之中，温湿度的监测有着非常广泛的实践用途。其中温度和湿度，是非常重要的指标，我们可以根据温湿度的不同，得出不同的结论，所以我们必须不定期的观察温湿度的变化，做出相对应的应对。我们运用STC89C52单片机当成控制芯片，在多个应用领域，都取得了令人瞩目的功效。当然，用其作为温湿度监测的事例也是最常见的。我们使用单片机STC89C52，能够实现温湿度的整个系统过程的检测与控制，对实验的结果，有非常重要的作用，而且STC89C52单片机很容易学习与使用。我们使用单片机STC89C52可以准确的反应孵化室的温湿度情况，以实时的控制孵化室内的温湿度，提高了孵化效率，降低了成本，大大加大了人们对孵化室的掌控，提高了经济效益。将此应用运用到孵化室之中，无疑是有利的，方便了我们对孵化室的控制。
温度与湿度的控制，与人类的生活紧密联系，传统的温湿度控制，我们都是依靠人力，以人为主的控制，通过人，来记录和测量温湿度的不同时间段的变化情况，在这种情况下，不仅仅大大降低了工作效率，而且浪费了巨大的人力，不利于经济的发展。现在，对温湿度的控制技术不断的飞速发展，人们也越来越意识到传统的手段已经不能满足现在的需要，推出的智能化的温湿度控制系统，大大提高了工作效率，满足了人们对孵化室的孵化率的需要，从最新科技运用，到产生的一系列经济效应，我们发现当今的温湿度控制技术，已成为一种主流。我们对温湿度的控制，采用了DHT11温湿度传感器，大大简化了工作手段，提高了运行效率。无论是从工作量角度，还是在经济方面思考，温湿度方面的需求，已逐步发展为不可缺少的方面。通过对该课题的设计，我们对孵化室温湿度监测技术的熟练使用，这无疑对我们是一种提高。从更加长远的角度思考，对温湿度的控制，从农业、工业、军事等角度，这将是一笔宝贵的经济财富。因此，对温湿度的监测，大大提高了社会的经济效益，从而改善了人民的生活条件，都有着非常重要的作用。
1.5预期的结果
①我们设计了人性化的界面，用户能够实时根据自己的需要，控制温湿度的设定值。
②我们能够第一时间准确的得到温度与湿度的值。
③根据温湿度传感器反应的当前温湿度，与要求的设定值进行比较，按时的进行报警，通过智能手段，改变当前环境的温湿度。
④彻底改变传统单一依靠人力的做法，做到对温湿度波动的数值，准确无误的了解，做到智能化的控制，大大提高了系统的工作效率和稳定性。
2 系统的各部分组成
2.1 单片机的选择
单片机的全称是单片微型计算机。使用为了方便，在一块半导体芯片上，将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和输入/输出接口电路等主要功能部件全部放置在上面，构成了一个完整的计算机系统。异于常用的计算机，参照工业要求设计单片机指令，亦被称为微控制器[4]。
STC89C52用了密度非常高的，具有不易失存储器技术，跟工业的80C51有相似的指令和引脚[4]。在单一芯片上，具备在系统可编程Flash和8 位CPU，能够提供有效灵活的解决方案。在空闲模式下，CPU运行终止，定时器/计数器、串口、RAM、中断可以继续运行。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个断或硬件复位为止【3】。
2.2 温湿度传感器的选择
DHT11温湿度传感器有校准的数字信号输出。该器件工作时响应很快，抗干扰的能力很强，其性价比高，品质好赢得了广泛好评。DHT11都会进行极其精确的湿度校准，因此工作精确度非常之高。由于单线制串行接口的存在，系统集成逐渐简易快捷。4针单排容易连接，我们可以根据自己的需要使用一种特殊的包装形式。
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