DHT11數字溫濕度傳感器在溫室控制系統中的應用

陳建新（江蘇省宜興中等專業學校，江蘇 宜興214200）

DHT11數字溫濕度傳感器在溫室控制系統中的應用

陳建新
（江蘇省宜興中等專業學校，江蘇 宜興214200）

溫度和濕度是溫室控制的重要因素，本文根據溫室智能控制的控制原理，進行深入分析，將智能傳感器監測和單片機控制技術相結合，針對溫度濕度傳感器的特性，提出了基于單片機的溫濕度檢測控制系統軟件硬件設計方案。

AT89C52；單片機；DHT11數字溫濕度傳感器；溫室控制系統

1　溫室控制系統的現狀和發展

隨著人們生活水平的不斷提高，現代農業技術中的溫室技術也在日新月異地發展。美國在1949年，建成了第一個植物人工氣候室，研究植物適應自然環境和抗御惡劣環境的能力。隨后，計算機技術與智能控制理論相結合，使得溫室大棚的自動控制和管理技術成為可能，在世界各地都得到了普遍應用。隨著微型計算機技術不斷進步，電子產品價格大幅下降，使得溫室綜合環境控制系統得到了進一步發展，可應用到溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、營養液濃度等各種因素的測量和控制，并邁入了網絡化，智能化階段。

2　DHTlI產品簡述

DHT11內含兩個重要電子元件，一是電阻式感濕元件用于測試周圍環境的濕度參數，另一個是NTC測溫元件用于測試溫度參數。另外，DHT11中有一塊一次性可編程OTP內存，用來存放校準系數。感濕和測溫元件檢測到參數后，調用OTP中的校準系數，進而得出精準的溫度濕度檢測值。DHT11采用4針單排引腳封裝。因此，它具有體積小巧，測試參數精準等特點。

3　溫室控制系統設計

（1）系統設計原理 該系統首先通過AT89C52單片機查詢溫室內溫度和濕度傳感器的輸出信號，將此信息傳送給顯示模塊，用于觀測；然后再對輸入信號進行相應處理。處理的原理就是將采集到的溫濕度數據與事先通過鍵盤輸入的溫濕度上下限進行比較，如果采集數據在設定的上下限范圍內，則環境正常，等待下次測試；如果參數值超過設定的上下限時，則啟動異常報警程序，通過報警電路進行報警，并啟動相對應的執行機構，如濕度過低則執行噴水命令、溫度過高可啟動通風系統等。

（2）系統硬件設計 依據系統設計原理，系統硬件按執行順序設計為如下幾個模塊：1）檢測子系統，檢測子系統主要工作是對溫度傳感器和濕度傳感器發布檢查命令，控制檢測過程，最后得出溫度和濕度的有效信號。2）數據采集子系統，數據采集子系統需對檢測子系統傳送來的有效信號進行采樣和A/D轉換，從而把有效信號轉化為系統所需的數字信號，供數據顯示子系統和信息處理子系統使用。3）數據顯示子系統，主要起到輔助顯示功能，通過LED顯示數據采集子系統所得的數字信息，以便于人工監察。4）信息處理子系統，信息處理子系統要對溫室環境臨界參數進行預設，將實際測量數據與環境預設參數值進行比析，根據比析結果，控制部分可作出相應的操作決策，將操作命令發送到有關的執行子系統。5）執行子系統，這是溫度濕度調節的實施機構，通過對噴水設備、光照設備、通風設備、加熱設備的控制，實現對溫濕度的調節功能。

（3）核心芯片的連接設計 DHT11芯片和AT89C52單片機作為溫室系統核心芯片，其引腳的連接設計也是一個重要環節。DHT11芯片只有4引腳，連接相當方便，只需為其在1號引腳連接3～5.5V工作電壓，在實踐使用中通常選用5V電壓，3號引腳為空腳，4號引腳為GND接地引腳，2號引腳為串行數據總線，與AT89C52單片機的P2.0口相接，用于采集溫度濕度數據。AT89C52單片機的P1.2口可于蜂鳴器連接，AT89C52單片機的P1.7口可于發光二極管連接，這兩口可以實現報警和啟動執行機構。

（4）系統軟件設計 依據硬件設計，本系統的軟件模塊由主程序和若干子程序組成，子程序主要包括顯示子程序、溫濕度讀子程序、濕溫度轉換子程序、異常報警程序等。在主程序的設計中，首先需對單片機進行初始化，初始化的作用在于定義主要端口和設置中斷優先級，這樣就能確保每次程序啟動都處于初始狀態下，與系統的上一狀態無關，從而不受上次執行結果的干擾，這是單片機順利正確執行其它子程序的先決條件。在初始化完成之后，將依次調用各個子程序，實現溫度濕度的讀取，溫濕度的轉換，顯示溫濕度數據，判斷報警等功能。主程序以循環方式執行，以確保對溫度濕度實現實時監測控制。

主程序如下：MAIN：

溫濕度控制在溫室控制系統中有著至關重要的作用。本設計可以利用DHT11傳感器方便地實現對溫度和濕度的檢測，再將檢測數據傳遞給單片機，由單片機控制通風、散熱、加溫、噴灌等相關聯的執行機構，來實現升溫、降溫、補水等功能，具有較強的實際應用價值。

［l］先鋒工作室.單片機程序設計實例.清華大學出版社，2002.

［2］何立民.單片機應用系統設計系統配置與接口技術.北京航空航天大學，1990.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.106