基于單片機的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)

王耀平

（成都理工大學信息科學與技術學院，四川成都，610059）

基于單片機的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)

王耀平

（成都理工大學信息科學與技術學院，四川成都，610059）

系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機為主控單元，采用溫濕度傳感器DHT11作為檢測元件，將采集到的溫濕度數據可以在1602液晶顯示屏上進行顯示，通過按鍵可以設置溫濕度報警值，蜂鳴器可以在溫濕度值達到報警值的時候進行報警。是室內溫濕度監(jiān)測的一種低成本解決方案。實驗表明，能良好地監(jiān)測室內溫濕度。

單片機；溫濕度采集；DHT11；室內檢測

0 前言

室內的溫度和濕度是兩種最基本的環(huán)境參數，與人們的生活環(huán)境息息相關。測量溫濕度可以更好地控制我們的生活環(huán)境。傳統(tǒng)的對環(huán)境溫度和濕度的測量是通過兩種不同的傳感器如熱敏電阻和濕敏電阻進行分別測量，或是只實現(xiàn)溫度監(jiān)測而忽視濕度的監(jiān)測。本設計采用的方案是用一個傳感器DHT11實現(xiàn)溫濕度的同時測量。電路簡單，實用性高。滿足室內對溫濕度的需求。

1 系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)的總體思路是單片機發(fā)送控制命令，傳感器進行數據采集，單片機讀取數據，再將讀到的數據通過1602液晶屏進行顯示，通過按鍵可以設置溫濕度報警值，當溫濕度超出用戶的設定值時蜂鳴器可以進行報警。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 軟件控制流程圖

2 硬件設計

DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它采用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產品具有極高的可靠性與長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機連接。該產品具有響應快，抗干擾能力強，性價比高的優(yōu)點。體積小，功耗低，單線制串行接口與單片機連接簡單，信號傳輸距離可達20米以上當連線長度短于20米時用5K的上拉電阻。

1602液晶屏是單片機系統(tǒng)常用的顯示器件，與單片機的接口電路為P1口為命令數據接口，P3.3，P3.4和P3.5分別接片選，讀寫選擇和使能端口。按鍵用來模式選擇和設置溫濕度閾值。蜂鳴器的電路為P0.0通過上拉電阻接到三極管C9013上，通過控制三極管的通斷來控制蜂鳴器的通斷。

3 軟件設計

先建立總體程序框架的流程圖。軟件控制流程圖如圖2所示。按照DHT11數據手冊上的時序圖，MCU與DHT11通信的過程是：首先MCU發(fā)送一個至少18ms的低電平的開始信號，保證DHT11能檢測到起始信號，DHT11接收到主機的開始信號等待主機開始信號結束，DHT11發(fā)送響應信號，80us的低電平，與此同時主機設置為高電平延時等待20到40us后讀取響應信號，如果讀取響應信號為高電平，則DHT11沒有響應，總線為低電平說明DHT11發(fā)送了響應信號，之后還會有80us的高電平準備，然后送出40bit的數據，每一位數據都以50us低電平時隙開始，高電平的長短決定了數據位是0還是1。

在程序中讀取30us的電平來判斷數字0還是1，最后將讀取的數據進行校驗，校驗成功則存放在溫 系統(tǒng)有三個按鍵，一個按鍵進行模式選擇，一共有3種模式，分別是濕度上限值設置，溫度上限值設置，上限值不顯示模式，主程序不斷掃描模式設置鍵，進行模式間的切換和設置。

4 總結

系統(tǒng)采用DHT11作為溫濕度傳感器，具有電路簡單，穩(wěn)定可靠的特點，用51單片機實現(xiàn)控制，NRF24L01實現(xiàn)無線數據傳輸，實現(xiàn)了遠程的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)性能穩(wěn)定，成本低廉，配合液晶顯示屏，人機交互良好。

[1]萬軍.基于單片機大棚溫濕度遠程監(jiān)控的設計與實現(xiàn)[D].2012.

[2] 奧松電子.DHT11數據手冊說明書[Z].

[3]長沙太陽人電子有限公司.1602液晶屏說明書[Z].

[4]張毅剛，彭喜元，姜守達，喬麗巖.新編MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.

Temperature and humidity monitoring system based on MCU

W
ang Yaoping
（College of Information Science and Technology，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan，610059）

The system uses STC12C5A60S2 microcontroller as the main control unit, using temperature and humidity sensor DHT11 as the detection element, the temperature and humidity data collected can be displayed on the LCD screen in 1602, set the alarm value of temperature and humidity can through the button, the buzzer can be in temperature and humidity values reached when the alarm value of alarm. It is a low cost solution for indoor temperature and humidity monitoring. The experimental results show that the indoor temperature and humidity can be well monitored. read, write and alarm.

single chip microcomputer; temperature and humidity collection; DHT11; indoor test