仓库温湿度检测系统设计与实现.docx
- 文档编号:3256330
- 上传时间:2022-11-21
- 格式:DOCX
- 页数:35
- 大小:2.26MB
仓库温湿度检测系统设计与实现.docx
《仓库温湿度检测系统设计与实现.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《仓库温湿度检测系统设计与实现.docx(35页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
仓库温湿度检测系统设计与实现
仓库温湿度检测系统设计与实现
摘要
本文从硬软件两个方面进行了基于AT89S52单片机温度、湿度自动检测系统设计。
系统硬件由控制电路、温度采集电路、湿度采集、键盘和LED显示电路组成。
软件设计从设计思路、软件系统框图出发,逐一分析各模块程序算法的实现,最终编写出满足任务需求的程序。
系统基本上满足了温湿度检测与报警的要求,具有超调量小,采样值与设定值基本一致,操作简单等优点。
关键词:
AT89S52;LED显示;湿度自动检测系统
DesignAndImplementationOfWarehouseTemperatureAndHumidityDetectionSystem
ABSTRACT
ThepaperintroducesthedesignbasedonAT89S52SCMtemperature,humidityautomaticdetectionsystemfromhardwareandsoftware.Hardwareofsystemisconsistedofcontrolcircuit,temperature,humidityacquisitioncircuitcollection,keyboardandLEDdisplaycircuitcomponent.Thesoftwaredesignfromthedesignidea,softwaresystemofblockdiagram,byanalyzingthemoduleprogramtherealizationofthealgorithm,andfinallywritesamissionrequirementtomeettheprogram.Thesystembasicallymeetstherequirementsoftemperatureandhumiditydetectionandalarm,andpossessesadvantagesofsmallovershoots,samplesvaluesandbasicvalueconsistent,simpleoperationetc.
Keywords:
AT89S52;LEDdemonstrate;Humidityautomaticdetectionsystem
仓库温湿度检测系统设计与实现
1绪论
1.1系统背景
防潮、防霉是仓库日常管理工作的重要注意项目,是仓库管理质量衡量的主要指标。
它对储备物资的工作可靠性和使用寿命有很大影响。
所以加强仓库的温度和湿度监控是保证日常工作的顺利进行的关键内容。
但是一些传统的方法是通过人工进行检测,这种人为的测试方法费时费力、效率低,且测试出温湿度误差很大,有很多的不定因素。
因此我们需要设计出一种造价低廉,使用简单,测量准确的检测仪器。
单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等优势,在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用,特别是单片机嵌入式技术的开发与应用,标志着计算机发展史上又一个新的里程碑。
作为计算机两大发展方向之一的单片机,以面向对象的实时控制为己任,嵌入到如家用电器、汽车、机器人、仪器仪表等设备中,使其智能化。
目前国内外各大电气公司,大的半导体厂商正在不断的开发、使用单片机,使其无论在控制能力,减小体积,降低成本,还是开发环境的改善等方面,都得到空前迅速的发展。
温湿度检测控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中,得到了广泛应用。
在工业生产过程中,很多时候都需要对温湿度进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。
使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。
温湿度检测系统应用十分广阔。
1.2国内外研究状况和相关领域研究成果
网络通信技术的发展,使监控系统广泛应用于工农业生产等领域,因此,粮情检测技术粮情检测属监控系统范畴,近年来,由于计算机技术、超大规模集成电路技术和的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。
早期粮情监测主要采用温度计测量法,此方法是将温度计放入一个特质的插杆中,根据人的经验查在粮堆里的几个测温点,由管理人定期读数,以此来确定粮食温度的高低,以便采取一些措施。
这种方法虽然可用,但是因为温度计的精确度及人为的读数等原因,不但检测慢,而且精度低,很容易引发局部粮温过高发霉导致大面积粮食粮食损坏。
随着科学技术的发展,至80年代开始,一些仓库采用电阻温度传感器、模数转化器、报警装置、采样器组成的检测系统,可以对粮仓各个点进行巡回检测,检测的精度和速度都大大提高,但是因为电阻的灵敏度问题,导致系统的可靠性不够理想。
到90年代,粮仓检测系统有了很大的提高,系统采取了矩阵式布线技术,简化了采集的线路,以半导体等器件作为传感器;以串行传输方式为线路传输,从而减少了传输线根数;采用单板机进行数据处理,并采用各种手段来提高检测速度和传送速度,软硬件的结合提高了检测的可靠性和精度。
但由于传感器的线性度差,无法大面积推广。
最近几年,随着单片机技术的日益精湛及计算机的广泛推广应用,粮仓的检测越来越准确,稳定性也越来越高。
高科技数字传感器的广泛应用使得粮仓的检测达到一个佳配置和最好的性价比。
这样的传感器采用了微控制器最新技术和半导体集成电路,半导体温度检测、数据信号转换。
计算机接口等芯片都集成在一个管芯上。
现在国内出现了很多数字传感的配套产品,如中继器、接插器、中继器、分线器等,技术也相对成熟。
1.3温湿度控制系统的设计意义
随着社会的发展,科技的进步,以及测温度、湿度仪器在各个领域的应用,智能化已是现代温度、湿度控制系统发展的主流方向。
温度、湿度测试控制系统,控制对象是温度、湿度。
温度、湿度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛,比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度、湿度控制。
而以往温度、湿度控制是由人工完成的而且不够重视,其实在很多场所温度、湿度都需要监控以防止发生意外。
针对此问题,本系统设计的目的是实现一种可连续高精度的温度、湿度控制系统,它应用广泛,功能强大,小巧美观,便于携带,是一款既实用又廉价的控制系统。
1.4温湿度控制系统完成的功能
根据设计要求确定了系统的总体方案,整个系统由温湿度传感器、单片机、显示模块、键盘、报警器六部分组成[10]。
认为先输入温湿度的上下限到系统内,温湿度检测器把监测值传给单片机,如监测值超出范围,则驱动报警。
本机实现的功能:
1.当温度或者湿度下限温湿度,蜂鸣器报警;
2.当温度或者湿度上限温湿度,蜂鸣器报警;
3.数码管即时显示温度;
4.温度:
温度可控制范围在15—25度;
5.湿度:
湿度可控制范围在25%—75%;
2系统方案设计
2.1温度检测方案设计
2.1.1方案一
采用AD590,它的测温范围在-55℃~+150℃之间,而且精确度高。
M档在温度测试的范围内的非线性误差是±0.3℃。
AD590可承受20V的反向电压和44V正向电压。
使用可靠,只需要直流电源就能维持正常工作,器件反接也不会损坏原器件。
而且不用线性校正,使用也方便,接口也很简单,有很强的抗干扰能力。
AD590的信号可传输出百余米,但是实现AD590的系统设计需要要使用高精度的ADC配合才能得到数据,并且造价太高。
2.1.2方案二
采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。
数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。
不需要将温度传感器的输出信号接到A/D转换器上,减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积。
控制电路的核心器件是由美国Atmel公司生产的AT89S52单片机,属于MCS-51系列。
AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器,采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术;片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器;在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案;价格低廉、性能可靠、抗干扰能力强。
因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中[1]。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
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,直到下一个中断或硬件复位为止。
2.1.3方案论证
方案一硬件电路复杂,需要设计A/D转换电路,以及与其相关的编程,总体设计起来较困难,软件、硬件调试复杂,硬件成本较高。
而且器传感器有以下缺点:
它灵敏度比较低,容易受到环境干扰信号的影响,也容易受到前置放大器温度漂移的影响。
所以总体来说,方案一在硬件、软件上的成本都比较高,而且易受外部环境的影响,系统工作不稳定。
方案二由于采用的是具有一总线特点的温度传感器,所以电路连接简单;而且该传感器拥有强大的通信协议,同过几个简单的操作就可以实现传感器与单片机的交互,包括复位传感器、对传感器读写数据、对传感器写命令。
软件、硬件易于调试,制作成本较低。
也使得系统所测结果精度大大提高。
经过对这两种方案的比较,本设计决定采用方案二。
2.2系统总体方案设计
单片机是整个系统的控制中枢,它指挥外围器件协调工作,从而完成特定的功能。
硬件实现上采用模块化设计,每一模块只实现一个特定功能,最后将模块连接在一起。
这样可以减低设计的复杂性。
本系统硬件设计包括温湿度传感器电路、LED显示电路、复位电路、蜂鸣器电路、晶振电路,如图2-2:
图2-2温湿度监控系统原理图
3系统硬件及电路介绍
3.1单片机AT89S52介绍
AT89S52是一种消耗低、性能高的CMOS8位微控制器,具有8KFlash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机停止一切工作,直到下一个硬件复位或中断出现为止[2]。
如表3-1。
引脚功能:
VCC:
电源
GND:
接地
P0口:
P0口是一个8位漏极开路的双向I/
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 仓库 温湿度 检测 系统 设计 实现
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)