溫濕度智能監測系統設計與實現①

宋傳志

(91033部隊 山東青島 266071)

科技改變生活，創造引領未來，在科學技術不斷更新的當前社會大環境下，如何運用先進的通信計算機技術進行日常工作的管理，設計符合時宜的溫濕度智能監測系統成為了當下很多企業的重要研究課題。環境中溫濕度的測量作為一項繁瑣而又復雜的工作，靠人工記憶與手工填寫信息的時代已成為過去，且采取測量工具、測量手段、測量人員的不同都會對環境中溫濕度的測量結果造成一定的影響，如何在計算機網絡、微電子處理器、智能傳感技術以及測量控制技術發展的基礎上設計一款溫度與濕度傳感器用以替代原始的溫度計與濕度計，成為了溫濕度監測方面的一個研究熱點。

1 系統設計

1.1 總體設計

以高可靠性、高性價比和操作簡單方便為設計原則對溫濕度監測系統進行設計，系統主要如圖1所示的單片機主控電路，以DHT90為芯片的溫濕度采集模塊以及1602液晶顯示模塊三大部分構成。其中控制部分選取的單片機為AT89C52系列，是一種兼容MSC51的微控制器，安全性可靠有三層加密，32個可編程I/O口，全雙工串行數據通訊，同時設置有看門狗定時器，雙數據針等功能；考慮到采集溫濕度的數值范圍，本著簡單易操作的原則數據采集部分選取傳感器DHT90，不需要進行模數轉換，直接輸出數字信號，方便快捷；顯示部分選取1602 液晶模塊進行所測數據顯示，其中1602 液晶具備接線操作方便簡單的特性，適合本設計的設計要求。

該溫濕度智能監測系統設計可以滿足如下功能實現：

圖1 系統方框圖

（1）可以實現對室內溫濕度參數數據實時采集，以及定時刷新，同時由溫度、濕度傳感器進行關鍵溫、濕度敏感點數據測量，并由單片機對數據進行循環檢測、處理、存儲，由此實現系統的溫濕度智能測量功能。

（2）要求用以進行現場監測的設備具備高可靠性、靈敏度高以及強抗干擾能力等。技術層面上要求，實現的溫度測定范圍介于-20℃～100℃之間，溫度測量的精度不大于0.5℃；實現的濕度測定范圍介于0～100%RH之間，濕度測量的精度不大于2.5%RH。

1.2 硬件設計

本設計基本原理為單片機AT89C52與溫濕度傳感器等技術結合融合的主體，通過DHT90數字傳感器實現環境中溫濕度數值的采集與檢測，并將其輸出數據通過單片機校正處理，處理得到的最終數值傳送至液晶顯示模塊1602進行顯示，選取AT89C52單片機內部振蕩器作為時鐘源，使系統保持可靠起振和安全穩定運行。根據系統設計原則的相關要求，按照最大可能滿足系統設計功能實現目標，本設計在監測系統的溫濕度設定環節上設定了所測環境中溫度和濕度的臨界值，以為實現系統的數值越界報警功能，采用單片機的終端系統來完成系統數值越界報警功能的實現。

圖2 系統仿真圖

1.3 軟件設計

本課題所設計的溫濕度監測系統的軟件部分由系統主程序、系統中斷子程序、系統LED顯示子程序、系統延時子程序等組成，其中采集順序是通過讀寫信號來控制DHT90通道進行啟動，在系統設定數值范圍內的進行數字顯示，超出臨界數值的進行報警處理。

2 系統仿真與調試

2.1 系統軟件仿真

根據原理圖，用Proteus進行仿真，因為本次設計所使用的傳感器DHT90，在Proteus元件庫里面沒有，所以使用有相同功能和技術特性的SHT10來代替。

2.2 系統硬件調試

對系統的硬件進行測試，首先需要檢查設計系統外觀完好，有無元器件或電路斷點問題的出現；在排除明顯硬件故障后，使用萬用表對各電源線與地線間是否有短路問題進行檢查；最后排除這些問題之后，進行仿真器的聯網檢測，輸入單片機程序到電路板上來完成系統功能。

3 結語

科技改變生活，創造引領未來，在科學技術不斷更新的當前社會大環境下，如何運用先進的通信計算機技術進行日常工作的管理，設計符合時宜的溫濕度智能監測系統成為了當下很多企業的重要研究課題。本文在對單片機為核心的溫濕度監測系統研究分析的基礎上，利用AT89C52系列單片機實現了溫濕度測量與控制，并對系統總體設計、硬件設計、軟件設計、元件制造和測試等相關內容進行了介紹，該系統實現了周圍環境溫濕度測量值實時顯示和報警處理功能，具有很強的現場實用性，在很大程度上提高了工作效率，并擴展了應用范圍。