一種基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張漢權(quán) 黃月紅 王培聲 盧科宇

摘 要：溫濕度控制已成為當(dāng)今社會(huì)研究的熱門項(xiàng)目。是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須考慮的因素。作為最常見(jiàn)的被控參數(shù)。溫度和濕度已經(jīng)不再是相互獨(dú)立的物理量，而應(yīng)在系統(tǒng)中綜合考慮。廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、大棚、花圃、糧倉(cāng)乃至土壤等各個(gè)領(lǐng)域。而傳統(tǒng)的溫濕度控制則利用濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材。通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、降溫、去濕等操作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低。切隨機(jī)性較大。誤差大。因此就需要一種造價(jià)低廉、使用方便且計(jì)算精確的溫濕度控制儀器。利用單片機(jī)對(duì)溫、濕度控制，具有控溫、濕精度高、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低，簡(jiǎn)單靈活等優(yōu)點(diǎn)，很好的滿足了工藝要求。

本文通過(guò)使用STC89C52單片機(jī)、DHT11傳感器模塊、LCD1602液晶顯示屏模塊以及繼電器控制模塊。簡(jiǎn)單明了地實(shí)現(xiàn)了溫濕度的控制要求。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器把采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)。經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理。準(zhǔn)確的顯示到液晶屏上。如果溫度超過(guò)設(shè)置的上下限，將會(huì)驅(qū)動(dòng)繼電器工作。繼電器將會(huì)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的負(fù)載工作。

關(guān)鍵詞：傳感器，溫濕度，單片機(jī)，智能控制

（一）研究背景：溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)最基本的工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對(duì)溫度濕度的檢測(cè)與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來(lái)越關(guān)注。而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度濕度的檢測(cè)及控制就非常有必要了。8051單片機(jī)是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測(cè)控制、機(jī)電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實(shí)力也很多。使用8051單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動(dòng)控制，而且8051單片機(jī)易于學(xué)習(xí)掌握，性價(jià)比高。使用8051型單片機(jī)設(shè)計(jì)溫濕度控制系統(tǒng)，可以即時(shí)精確的反應(yīng)溫室內(nèi)的溫度以及適度的變化。完成諸如升溫到特定的溫度、降溫到特定的溫度。在溫度上下限范圍內(nèi)保持恒溫等多種控制方式，在濕度控制方面也是如此。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室當(dāng)中無(wú)疑為植被生長(zhǎng)提供了更加適宜的環(huán)境。對(duì)于大棚種植和花圃、花卉栽培，必須在某些特定環(huán)境安裝溫濕度裝置對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。本系統(tǒng)可以及時(shí)、精確的反映室內(nèi)的溫度以及濕度的變化，能夠滿足溫濕度的控制要求。

（二）系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)思路

1.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)思路

硬件主要以STC89C52型單片機(jī)為核心，通過(guò)LCD1602實(shí)時(shí)地顯示傳感器DHT11檢測(cè)到的溫濕度值，閥值可以通過(guò)AT24C02存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)斷電保存。過(guò)閥相應(yīng)的報(bào)警驅(qū)動(dòng)。本研究設(shè)計(jì)的溫濕度控制器框圖如圖1所示。

系統(tǒng)的硬件模塊主要由五個(gè)大的模塊構(gòu)成，分別是主控模塊、傳感器模塊、LCD液晶顯示模塊、繼電器模塊以及閾值設(shè)置模塊。其中主控模塊是此次實(shí)訓(xùn)的核心模塊，主要是指STC89C52芯片，它控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，利用其各個(gè)口分別控制其他模塊，使其他模塊能夠成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)功能的需要，從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時(shí)顯示。液晶屏上同時(shí)顯示溫濕度上限值，該上限值保存在外部EEPROM存儲(chǔ)器中，掉電不失去數(shù)據(jù)，并且可以通過(guò)四只按鍵上調(diào)或下調(diào)。當(dāng)溫度或濕度值超過(guò)上限值時(shí)，報(bào)警信號(hào)點(diǎn)亮相應(yīng)報(bào)警燈。該報(bào)警信號(hào)可以通過(guò)三極管驅(qū)動(dòng)繼電器，以控制外部風(fēng)機(jī)或制冷器。

2.系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)需要先建立程序框架的流程圖，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)劃分模塊，逐個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其功能，最終把各個(gè)子模塊合理的連接起來(lái)，構(gòu)成總的程序。主程序首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后將采集到的溫濕度指令傳給系統(tǒng)的主流程圖如圖2所示：

（三）未來(lái)應(yīng)用展望

溫濕度控制已經(jīng)成為了21世紀(jì)熱門研究話題之一。無(wú)論是從生產(chǎn)還是生活，與我們?nèi)祟惗际窍⑾⑾嚓P(guān)的。而智能化的控制溫濕度已經(jīng)發(fā)展成為一種必然。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高以及社會(huì)的進(jìn)步。我們不可能一直墨守陳規(guī)，不能在恪守以前利用人力資源來(lái)控制溫濕度的方法。不僅浪費(fèi)大量的人力資源、財(cái)力資源，而且控制系統(tǒng)也更加單一化。而采用自動(dòng)控制的辦法、既節(jié)省了人力資源，更體現(xiàn)了與時(shí)俱進(jìn)的思想、世界在進(jìn)步、而這種進(jìn)步就該體現(xiàn)在各個(gè)方面。