基于单片机的药品仓库温湿度监控管理系统的设计
基于单片机的药品仓库温湿度监控管理系统的设计[20200410135420]
摘 要
本文首先对温湿度的背景及对其检测的方法做了介绍。而该单片机检测控制系统由硬件和软件组成。硬件主要包含单片机最小系统、蜂鸣器、1602LCD、数字传感器DHT11等。其中控制器选择STC89C52RC单片机。通过单片机和数字传感器DHT11的工作原理引出软件部分的设计。最后通过keil软件生成hex文件下载到STC89C52中调试,检查效果是否满足设计初衷。
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关键字:STC89C52单片机DHT11传感器keil软件串口通信
?目 录
摘 要 I
Abstract........................................................II1 绪论...........................................................1 1.1 课题研究的背景和意义..................................................................................................1
1.2 温湿度控制系统的国内外研究现状 1
1.3 论文章节内容安排.....................................................3
2 硬件电路设计 4
2.1 系统方案设计 4
2.2 单片机最小系统 6
2.2.1 单片机的引脚功能..............................................................................................................5
2.2.2 主要特性................................................................................................................................6
2.3 液晶显示器........................................................................................................................................7
2.4 数字传感器DHT11...........................................................................................................................8
2.5 MAX232芯片......................................................................................................................................8
2.6 本章小结.............................................................9
3 软件程序设计 10
3.1 系统软件流程图 10
3.2 本章小结............................................................12
4 系统调试 13
4.1 实物调试 13
4.2 本章小结............................................................16
5 总结与展望 17
5.1总结.................................................................17
5.2展望.................................................................18
参考文献 19
1 绪论
1.1课题研究的背景和意义
人类差不多从原始社会就已经开始关注温湿度了。在原始社会,人类发明了钻木取火。人类需要火给自己烧烤食物,需要火来温暖自己。人类在那个时代就已经知道温湿度较大时,食品容易发霉这个普遍真理。三国时代,有火烧赤壁的故事。进入现在社会后,随着自然科学的逐步发展,人类对温湿度的研究已经有了质的变化。人类已经能定量的分析温湿度。人们知道适宜农作物生长的具体的温湿度是多少。
药为生命保驾护航。药品仓库为药品保驾护航。而仓库温湿度对药品的质量有着直接影响。不同的储存区有不同温度要求。冷库储存是2摄氏度到10摄氏度,阴凉库20摄氏度以下,常温库0摄氏度到30摄氏度。湿度一般是35%到75%。
想要让各个库区保持在适宜温湿度下。人们就必须储存库区的温湿度数值。以前人们喜欢使用温度计。其中用的最多当属利用热涨冷缩原理制作的温度计。如酒精温度计,煤油温度计,水银温度计等。湿度测量则常利用物体的尺寸随着湿度变化来感知湿度。上面的温湿度测量都不能及时准确地将温湿度信息传达给人们。而数字传感器DHT11可以弥补这方面的不足。DHT11采用单总线通信。DHT11与单片机一个引脚相连,单片机可以将测得的温湿度发送给远处的PC机。人们可以不到现场观看就可得到温湿度。
1.2 温湿度控制系统的国内外研究现状
国外对温湿度系统的研究始于20世纪70年代。一些发达国家在温湿度监控系统研究上朝着完全自动化,无人化管理方向发展。
国内对温湿度的研究晚于国外,大概始于20世纪80年代。我国的温湿度研究是在研究别国温湿度的基础上建立的。
从温湿度给人们的生产生活带来的影响来看,人们需要监测它们。以前人们使用煤油温度计来测量温度。这种温度计是利用热胀冷缩的原理制成的。人们利用电湿度法来制作湿度计。它是基于化学原理制成的。然而温度和湿度彼此相互影响。如今人们不再孤立地看待温湿度,而是将其综合起来。人们常选择实用的温湿度传感器来获取温湿度信息。温湿度的测量系统的差异大致表现在分为传感器选择、控制器选择和通信方式。
温湿度传感器的选择直接关系到控制器所能获得的温湿度的准确程度。不同的温湿度传感器有不同的测量范围和分辨率以及稳定性、使用寿命等。上面这些因素都是值得人们在选择温湿度传感器时留意的地方。Sht11、sht10、dht11等传感器都可以测量温湿度。dht11数字传感器温度测量范围为0摄氏度到50摄氏度,湿度是20%-90%RH。 而sht11温度测量范围在-40摄氏度到123.8摄氏度。人们不会用dht11测量100摄氏度的场合,也不会出现这种选择用sht11测量室温。因为在这种场合dht11也可以测量,而国产的dht11价格比瑞士的sht11便宜很多(一般dht11价格在五元人民币左右,sht11在三十人民币左右)。
控制器是整个温湿度测量系统中的核心部分,相当于电脑CPU。相关设计人员对控制器的选择直接关系到整个系统的性能。例如抗干扰性、可擦写次数、稳定性、功耗、性价比和保密性等等。51单片机、avr单片机、pic单片机、ARM7、ARM9、ARM11、ARM的stm32系列、飞思卡尔等等都是常用的控制器。Avr单片机是最近几年比较火的单片机。它与51单片机不同的是其采用哈佛结构内部集成了A/D转换器,当然不只是它带A/D转换器ARM系列芯片内部同样都带有A/D转换器。Avr单片机还有一个较大的差异是其保密性做的很好。程序烧进avr单片机后,由于其加密锁无法破解,不法分子想要通过反向设计很难窃取到程序。高级点的芯片都带ID号。像ARM也带有ID号。现实中有很多功能强大的微控制器,但是这并不意味着功能越强大就越好。真正的明智之举就是选择合适,越合适越好。人们不会选择购买一块ARM来实现流水灯,同样人们也不会选择八位的51单片机来驱动OV7670摄像头实现监控。对于温湿度监控区域较小,温湿度传感器使用较少的情况下,51单片机是最明智的选择。
摘 要
本文首先对温湿度的背景及对其检测的方法做了介绍。而该单片机检测控制系统由硬件和软件组成。硬件主要包含单片机最小系统、蜂鸣器、1602LCD、数字传感器DHT11等。其中控制器选择STC89C52RC单片机。通过单片机和数字传感器DHT11的工作原理引出软件部分的设计。最后通过keil软件生成hex文件下载到STC89C52中调试,检查效果是否满足设计初衷。
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关键字:STC89C52单片机DHT11传感器keil软件串口通信
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摘 要 I
Abstract........................................................II1 绪论...........................................................1 1.1 课题研究的背景和意义..................................................................................................1
1.2 温湿度控制系统的国内外研究现状 1
1.3 论文章节内容安排.....................................................3
2 硬件电路设计 4
2.1 系统方案设计 4
2.2 单片机最小系统 6
2.2.1 单片机的引脚功能..............................................................................................................5
2.2.2 主要特性................................................................................................................................6
2.3 液晶显示器........................................................................................................................................7
2.4 数字传感器DHT11...........................................................................................................................8
2.5 MAX232芯片......................................................................................................................................8
2.6 本章小结.............................................................9
3 软件程序设计 10
3.1 系统软件流程图 10
3.2 本章小结............................................................12
4 系统调试 13
4.1 实物调试 13
4.2 本章小结............................................................16
5 总结与展望 17
5.1总结.................................................................17
5.2展望.................................................................18
参考文献 19
1 绪论
1.1课题研究的背景和意义
人类差不多从原始社会就已经开始关注温湿度了。在原始社会,人类发明了钻木取火。人类需要火给自己烧烤食物,需要火来温暖自己。人类在那个时代就已经知道温湿度较大时,食品容易发霉这个普遍真理。三国时代,有火烧赤壁的故事。进入现在社会后,随着自然科学的逐步发展,人类对温湿度的研究已经有了质的变化。人类已经能定量的分析温湿度。人们知道适宜农作物生长的具体的温湿度是多少。
药为生命保驾护航。药品仓库为药品保驾护航。而仓库温湿度对药品的质量有着直接影响。不同的储存区有不同温度要求。冷库储存是2摄氏度到10摄氏度,阴凉库20摄氏度以下,常温库0摄氏度到30摄氏度。湿度一般是35%到75%。
想要让各个库区保持在适宜温湿度下。人们就必须储存库区的温湿度数值。以前人们喜欢使用温度计。其中用的最多当属利用热涨冷缩原理制作的温度计。如酒精温度计,煤油温度计,水银温度计等。湿度测量则常利用物体的尺寸随着湿度变化来感知湿度。上面的温湿度测量都不能及时准确地将温湿度信息传达给人们。而数字传感器DHT11可以弥补这方面的不足。DHT11采用单总线通信。DHT11与单片机一个引脚相连,单片机可以将测得的温湿度发送给远处的PC机。人们可以不到现场观看就可得到温湿度。
1.2 温湿度控制系统的国内外研究现状
国外对温湿度系统的研究始于20世纪70年代。一些发达国家在温湿度监控系统研究上朝着完全自动化,无人化管理方向发展。
国内对温湿度的研究晚于国外,大概始于20世纪80年代。我国的温湿度研究是在研究别国温湿度的基础上建立的。
从温湿度给人们的生产生活带来的影响来看,人们需要监测它们。以前人们使用煤油温度计来测量温度。这种温度计是利用热胀冷缩的原理制成的。人们利用电湿度法来制作湿度计。它是基于化学原理制成的。然而温度和湿度彼此相互影响。如今人们不再孤立地看待温湿度,而是将其综合起来。人们常选择实用的温湿度传感器来获取温湿度信息。温湿度的测量系统的差异大致表现在分为传感器选择、控制器选择和通信方式。
温湿度传感器的选择直接关系到控制器所能获得的温湿度的准确程度。不同的温湿度传感器有不同的测量范围和分辨率以及稳定性、使用寿命等。上面这些因素都是值得人们在选择温湿度传感器时留意的地方。Sht11、sht10、dht11等传感器都可以测量温湿度。dht11数字传感器温度测量范围为0摄氏度到50摄氏度,湿度是20%-90%RH。 而sht11温度测量范围在-40摄氏度到123.8摄氏度。人们不会用dht11测量100摄氏度的场合,也不会出现这种选择用sht11测量室温。因为在这种场合dht11也可以测量,而国产的dht11价格比瑞士的sht11便宜很多(一般dht11价格在五元人民币左右,sht11在三十人民币左右)。
控制器是整个温湿度测量系统中的核心部分,相当于电脑CPU。相关设计人员对控制器的选择直接关系到整个系统的性能。例如抗干扰性、可擦写次数、稳定性、功耗、性价比和保密性等等。51单片机、avr单片机、pic单片机、ARM7、ARM9、ARM11、ARM的stm32系列、飞思卡尔等等都是常用的控制器。Avr单片机是最近几年比较火的单片机。它与51单片机不同的是其采用哈佛结构内部集成了A/D转换器,当然不只是它带A/D转换器ARM系列芯片内部同样都带有A/D转换器。Avr单片机还有一个较大的差异是其保密性做的很好。程序烧进avr单片机后,由于其加密锁无法破解,不法分子想要通过反向设计很难窃取到程序。高级点的芯片都带ID号。像ARM也带有ID号。现实中有很多功能强大的微控制器,但是这并不意味着功能越强大就越好。真正的明智之举就是选择合适,越合适越好。人们不会选择购买一块ARM来实现流水灯,同样人们也不会选择八位的51单片机来驱动OV7670摄像头实现监控。对于温湿度监控区域较小,温湿度传感器使用较少的情况下,51单片机是最明智的选择。
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