對室內濕溫度檢測系統設計探究

勞志寧

摘要：目前大多數傳統室內濕溫度檢測系統在應用過程中會受到綜合因素的影響，例如軟件、電路或者系統元器件的質量等，因此穩定性通常較差，并且并不支持數字通訊與網絡通訊。本文以此為基礎，設計一種室內濕溫度多點檢測系統，該系統應用簡單、所測量的數據準確性較高，并且擁有操作與運行穩定的優勢。

關鍵詞：濕溫度檢測;系統設計;電路設計;軟件設計

通過相關調查可知，目前的室內濕溫度檢測系統在應用過程中存在一定不足，具有條件限制，這些系統大多應用模擬溫度傳感器，主要包含前端放大部分、數據修改等4部分，受到多種因素的影響具有不穩定性，因此設計一種運行穩定并且操作簡單的室內濕溫度檢測系統具有現實應用價值。

一、整體設計

本文所設計的室內濕溫度檢測系統，以多點檢測為基礎，應用的基本應用系統為AT89S52單片機系統，在應用過程中，該單片機系統可以良好的完成溫度的檢測工作，所測量的最低溫度為0℃，最高溫度為100℃。

在系統中不同的檢測單元具有多樣化的運行方式，可以多個檢測單元共同工作完成合作，每個檢測單元也可單獨完成命令。中央主控機在對室內的溫度與濕度測量后相關數據會直接保存，并且定時采集與記錄。除此之外，若工作人員需要檢測數據，該系統還可以通過總線完成兩類檢測數據的傳輸工作，這使得工作人員數據的獲取難度大大降低，并且在存檔記錄的過程中可以自動分類，在需要時也可以隨時查詢應用。

在本檢測系統的應用過程中，工作人員可以通過操作設置自動開啟報警，具體的工作原理為：工作人員在主控機上完成溫度改正值、濕度改正值、時間的數值測定，并且在從機上設置溫度上限與濕度上限。在設定完成后，若室內的溫度或者濕度達到所設定的既定范圍或者預定值時，系統會自動開啟報警。以室內溫度采集與報警流程環境為例，主要流程如下圖1所示。

圖1 ?溫度報警程序主流程圖

主控機作為主控制器，在日常應用過程中會發送指令、接收指令，通過發送指令控制不同的從機采集實時溫度與濕度，通過接收指令接收從機所反饋的檢測數據。除此之外，主控機還可對接收到的檢測數據加以存儲并驗算分析?？偠灾鳈C與從機二者之間是協調配合的關系，通過合作使得系統的控制效果更為優良，促進檢測系統數據檢測效率的提升。

在上述中提到本檢測系統具有自動報警功能，工作人員可以對溫度與濕度的數值進行范圍限定。在檢測過程中，如果溫度與濕度的數值都在規定的范圍內，那么檢測系統的綠色指示燈會亮起;如果溫度與濕度的數值某一項或者均低于（/高于）規定的范圍，檢測系統會亮起紅色指示燈并發出報警音。工作人員在發現報警音后，可通過操作關閉報警，在對室內的溫度與濕度重新調節后再次開啟本檢測系統。此時，若室內的溫度與濕度仍不符合預定數值，那么系統會再次報警。通過這一功能使得本檢測系統在應用過程中具有較好的可靠性，有利于規避安全隱患。

二、電路設計

（一）從機檢測單元設計

在從機檢測單元的設計過程中，為了使得該結構可以實時檢測室內溫度與濕度，應用了溫度傳感器與濕度傳感器。除此之外，從機檢測單元還可通過接收主機的操作命令完成各項系統設定的執行。

（二）ADC轉換電路設計

本檢測系統在應用過程中具備對室內不同點的溫度與濕度進行檢測并加以調節的功能，但是在設計初期發現此時檢測系統會出現反應速度較慢的問題。為了解決這一不足，檢測系統的硬件選擇了12位AD574型號的A/D轉換器。該轉換器的分辨能力較強，使得檢測系統最終呈現的檢測數據精確度更高。

（三）多機系統設計

在進行多機系統設計的過程中，需要多個計算機共同參與控制，以主從式系統的方式對室內溫度與濕度進行多點檢測。在多機系統中，不同的計算機可以互相聯系，但是聯系與通信的過程受到主機的控制。對于主機而言，其主要的工作職責為控制從機，并對從機的工作狀態加以監督，對從機下發指令、接收從機傳送的數據與信息后加以整理與驗算。除此之外，主機還需根據系統設置的報警閾值要求對閾值加以監測，如果檢測到超出規定的范圍還需進行聲光報警，為了實現這一聲光報警功能，在多機系統中需要加入日歷時鐘。

在本檢測系統的應用過程中，工作人員如果想要了解從機目前的工作情況，可以通過人機通訊功能實現，此功能還有利于從機故障的及時檢查與維修，一定程度上為工作效率提供保證。就性質而言，從機具有較強的獨立性，與主機不同，從機可以獨立完成信息采集與信息計算。在設計從機時以傳統單片機系統為基礎，因此二者之間具有類似性。除此之外，為了使得從機可以更好的完成信息處理工作、提高工作效率、減少通訊量過多所帶來的負面影響，因此從機所負責的工作對象是1對1的，每個從機對應的子系統是不同的，因此具有獨立性。

三、軟件設計

在本次設計的室內濕溫度檢測系統中，所應用的工作原理中，主要體現了分布式控制的思維，因此在軟件設計的過程中主機與從機二者之間如何完成數據傳輸是必須解決的重難點問題。為了解決這一問題，在軟件設計時除了搭建硬件電路基礎，還必須制定軟件通信協議。在軟件通信協議中，包括主機的波特率數值、從機的波特率數值、中斷方式。在對室內溫度與濕度檢測的過程中，主機可以控制從機，并且如果不對從機下發指令，那么從機不會向主機傳輸所檢測到的數據。

因此，在對室內的溫度與濕度進行檢測時，主機必須對從機下發指令，指令會通過串口完成傳輸，從接口電路被傳輸到電纜端口，從機會對此進行反饋發出應答信號狀態，這時會被轉換為接收。如果在系統內部的多個從機同時接到了指令，那么每個從機會將所收到的指令與自己的編碼比較，如果二者之間是一致的，那么會反饋應答信號，如果比對結果存在差異性，那么不會予以反饋。在檢測數據傳輸結束后，主機會對從機下達命令，從而切斷二者之間的聯系，這時主機會對從機傳輸的數據開展驗算，在全部結束后傳輸至數據處理機構。如果主機在傳輸數據的過程中因多種因素影響導致數據傳輸中斷，那么可再次傳送。

四、結束語

本文創新設計一種室內濕溫度多點檢測系統，該系統以單片機為基礎，對室內的溫度與濕度進行多點定時檢測，該系統的應用過程中，可以使得數據的采集速度大大提升，并且處理效率有所提高。除此之外，該室內濕溫度多點檢測系統在應用時不受環境與室內距離的影響，可在多樣化的環境下，完成多點溫度與濕度的檢測工作。

在該多點檢測系統的仿真實驗中，通過對溫度與濕度的測試結果數據可知：在室內溫度正常時該溫濕度檢測系統可以正常使用，并且所測數據較為準確;在室內溫度低于既定數值范圍時，系統會自動警報發出提醒;在室內溫度高于既定數值范圍時同樣會發出警報聲。這有利于工作人員完成調節工作。該檢測系統應用串口通信的設計，工作人員可在遠距離對室內溫度進行調節，具有使用方便的優勢。除此之外，該室內濕溫度檢測系統應用數字方式，因此具有較高的穩定性與準確性。

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