基于單片機的溫濕度檢測報警系統(tǒng)文獻綜述

PAGEPAGE1論文題目基于單片機的溫濕度檢測報警系統(tǒng)文獻綜述：一、選題背景和意義隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設備越來越多，各行各業(yè)對溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測模式是以人為基礎，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低下不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護缺乏完整的管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費，管理不及時的問題，這是由于它的智能化設計所決定的。它的工作步驟如下：感應環(huán)境溫濕度；單片機判斷感應到的溫濕度是否異常；若感應到的溫濕度異常，實行措施進行調(diào)節(jié)；判斷異常是否超過預設時間，若超過預設時間，則輸出異常信號報警；判斷異常是否處理完畢，若處理完畢，解除報警。這樣就可以利用控制器對機房溫濕度進行監(jiān)控，從而實現(xiàn)環(huán)境溫濕度管理的實時性和有效性。故本次設計對于類似項目還具有普遍意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)從17世紀初伽利略發(fā)明溫度計，把玻璃管倒過來，把液體放在管內(nèi)，把玻璃管封閉進行測量溫度。在1659年法國人布利奧把玻璃泡的體積縮小，并把測溫物質(zhì)改為水銀，這樣的溫度計已具備了現(xiàn)在溫度計的雛形。以后荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測量物質(zhì)，制造了更精確的溫度計。瑞典人攝爾修斯1742年改進了華倫海特溫度計的刻度，他把水的沸點定為100度，把水的冰點定為0度。而真正把溫度變成電信號的傳感器是1821年由德國物理學家賽貝發(fā)明的，這就是后來的熱電偶傳感器。五十年以后，另一位德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。在半導體技術的支持下，20世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。從此電子溫度計隨著傳感器的發(fā)展越來越成熟。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）在20世紀90年代中期問世。它是微電子技術、計算機技術和自動測試技術（ATE_）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D傳感器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實現(xiàn)測試功能，溫度計也越來越智能化。而濕度計好像是里安納度（一個在15世紀在意大利里出生的人），是第一個想出這一個儀器量度出空氣中的水蒸氣含量的人開始探索的。他將一干燥的棉花放在一個天砰的一側(cè)上。然后他安置一個正是與棉花相同的重量的對象在天砰的另一側(cè)。當干燥的棉花從空氣吸收水蒸汽，它變得更重并且這個天砰的這側(cè)開始降落。在兩重量之間的不同是濕度的度量標準。

現(xiàn)在科學家使用一臺稱為"psychrometer"的儀器測量相對濕度。"psychrometer"由兩個綁在一起的溫度計造成。一個溫度計的泡被用清水浸過的材料包著。開始量度相對濕度時，要把psychrometer旅轉(zhuǎn)直至被包著的溫度計維持一個穩(wěn)定的溫度,而這溫度一定比干的那個溫度計低。實際的空氣溫度被干燥的那個溫度計量度。在兩溫度之間的不同被叫為"wet-bulbdepression"是來自物質(zhì)的水的蒸發(fā)的結(jié)果。科學家記錄低干的溫度計的溫度和"wet-bulbdepression",然后制成一個圖表,來計算相對濕度。這個也是干濕球濕度計的工作原理。跟電子溫度計一樣濕度計隨著濕度傳感器的發(fā)展趨于成熟?，F(xiàn)在常用的溫度傳感器AD590，DS18B20濕度傳感器HMxx’系列，HS1xx系列，SHT系列隨著溫濕度計的發(fā)展溫室監(jiān)控系統(tǒng)也越來越成熟，更好的為人們服務。三、研究的內(nèi)容及可行性分析該系統(tǒng)包括了硬件組成和軟件的設計，該系統(tǒng)在硬件設計上主要是通過溫濕度傳感器對溫濕度進行采集，經(jīng)放大器將信號放大，通過A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)化為對應的數(shù)字溫度信號電壓。其硬件設計中最為核心的器件是單片機AT89C51，它一方面控制A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字溫濕度電壓值經(jīng)計算機處理得到相應的溫度值和相對濕度值，送到LED顯示器，以數(shù)字形式顯示測量的溫度和濕度。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過c語言對單片機AT89C51實現(xiàn)其控制功能。整個系統(tǒng)結(jié)構緊湊，簡單可靠，操作靈活，功能強大，性能價格比高，較好的滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)和科研的需要四、論文擬解決的關鍵問題及難點設計以AT89C51基本系統(tǒng)為核心的一套檢測系統(tǒng)，由信號采集、信號分析和信號處理三個部分，溫度檢測范圍：-30℃-+50五、研究方法該系統(tǒng)采用模塊化設計方法,主要包括以下幾個模塊:①主程序初始化:主要完成系統(tǒng)上電后清除“看門狗”輸入,進行定時器和中斷處理操作的初始化,包括關除T0外的所有中斷、設定計數(shù)初值等,同時斷開各電器設備的電源。另外,還要設定各個數(shù)據(jù)的存儲單元地址。初始化完成后,系統(tǒng)將正常運行,并進行鍵盤掃描及溫濕度的控制等操作;②鍵盤掃描子程序:提供人機信息交換接口,完成溫濕度的上、下限值的設定與顯示功能,并將四個值存入4個固定單元,溫、濕度各占2個單元;③溫濕度測量子程序:在該系統(tǒng)測控系統(tǒng)中,溫濕度測量程序放在定時器T0的中斷服務程序里,定時器T0為工作方式1(時間常數(shù)大),每次定時周期為50ms,軟件計數(shù)20次,溫濕度采樣周期為1s。中斷服務程序包含以下基本程序:“寫”命令子程序、“讀”數(shù)據(jù)子程序、數(shù)值計算子程序和顯示子程序,最后將實際溫度值和濕度值存儲于2個固定單元中,溫、濕度各占1個單元。系統(tǒng)的T0中斷程序即溫濕度測量程序流程圖如圖所示;④溫濕度控制子程序:AT89C51比較溫濕度預設值和實際值的大小,產(chǎn)生各個電器設備的啟停信號。溫濕度測量程序流程圖如下：BAAB“讀”測量數(shù)據(jù)計數(shù)次數(shù)=20恢復現(xiàn)場顯示數(shù)據(jù)