朱高陽 孫彤彤

【摘要】針對倉庫溫度與濕度的日常監(jiān)測工作，該設(shè)計以STC80C52為核心，將溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時存儲，并發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)能夠顯示單片機(jī)的工作狀態(tài)并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。當(dāng)溫濕度達(dá)到一定值時，報警系統(tǒng)給予提示。

【關(guān)鍵詞】溫濕度;單片機(jī);報警

1.背景及意義

防潮、防火災(zāi)是倉庫日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉庫作用的重要指標(biāo)。它直接關(guān)系到倉庫內(nèi)存放物品的使用壽命和質(zhì)量。為了保證倉庫日常工作的順利進(jìn)行，使其能更好的為我們服務(wù)，關(guān)鍵是加強(qiáng)倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作。

目前傳統(tǒng)的倉庫在實際使用中暴露了很多隱患，例如濕度過低或過高時只靠人工感知不出，發(fā)生火災(zāi)時人們未能及時發(fā)現(xiàn)。因此，設(shè)計一個操作方便、功能完善、工作可靠的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，對提高設(shè)備的工作效率、降低事故率有積極作用。隨著電子技術(shù)在我國的飛速發(fā)展，倉庫系統(tǒng)由原來的簡單化、人工化向智能化發(fā)展已成為必要趨勢。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計

此次研究的倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)由溫濕度傳感器、單片機(jī)、存儲模塊、通信模塊、LED顯示以及報警電路模塊組成。其中溫濕度傳感器主要是利用其特性隨時檢測外界溫度及濕度，做到隨時監(jiān)控;存儲模塊采用AT24c64芯片，實時存儲由單片機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。USB通信轉(zhuǎn)RS232通信，用于將數(shù)據(jù)傳遞給上位機(jī)。紅外通信能對單片機(jī)進(jìn)行控制相當(dāng)于按鍵，且支持上位機(jī)通信。上位機(jī)能接收溫濕度數(shù)據(jù)，且能夠顯示單片機(jī)的工作狀態(tài)并能對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。LED顯示可以讓我們更直觀的看到單片機(jī)反映給我們的信息。報警電路模塊則能在溫度濕度達(dá)到一定值的時候給予提示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計電路圖

3.系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 溫濕度傳感器

本系統(tǒng)采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(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(jī)相連接。

圖2 溫濕度采集電路

因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。

3.2 存儲模塊

圖3 AT24C64模塊電路

本系統(tǒng)采用AT24C64芯片。ATMEL的24C64，存儲位是64K位也就是說可以存儲8K（8192）字節(jié)，它支持1.8V～5V電源，可以擦寫一百萬次，數(shù)據(jù)可以保持一百年，使用5V電源時時鐘可以達(dá)到400KHz，并且有多種封裝進(jìn)行選擇。另外本系統(tǒng)也支持SD卡存儲。

3.3 紅外接收模塊

紅外線通信是目前使用很廣泛的一種通信方式，其具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低的特點。即使在有輻射、有粉塵的環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅可靠而且可以有效的隔離電氣干擾。在該系統(tǒng)中，能對單片機(jī)進(jìn)行控制相當(dāng)于按鍵，且支持上位機(jī)通信。

圖4 紅外接收電路

圖5 主程序流程圖

4.軟件設(shè)計

主程序的設(shè)計流程圖如圖5所示，首先對單片機(jī)進(jìn)行初始化，對溫濕度開關(guān)設(shè)置，包括是否開啟溫濕度檢測功能，若不開啟，電源不給器件供電，否則供電（節(jié)電要求）;溫濕度范圍設(shè)置，在該范圍內(nèi)蜂鳴器不報警;存儲時間段設(shè)置，每隔多長時間進(jìn)行一次存儲數(shù)據(jù);存儲模式，選擇使用24C64存儲數(shù)據(jù)還是用SD卡存數(shù)數(shù)據(jù);顯示模式，顯示器常亮或亮一段時間后變暗。然后對溫濕度進(jìn)行檢測，如果不在設(shè)定范圍之內(nèi)，進(jìn)行報警，直到倉庫內(nèi)溫濕度在設(shè)定范圍內(nèi)即停止報警。

部分程序：

#ifndef _at24c64_h_

#define _at24c64_h_

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit sda_24c64 = P1^5; //24c64定義數(shù)據(jù)線

sbit scl_24c64 = P1^6; //24c64定義時鐘線

void Delay_xus（uint i）; //（16+9*i）us（51）

void Delay_100us（）; //（16+9*i）us（51）

void Delay_100ms（）; //（16+9*i）us（51）

void start_24c64（）; //開啟iic

void stop_24c64（）; //停止iic

void ask_24c64（）; //寫數(shù)據(jù)應(yīng)答，第九個脈沖sda_24c64為低，則24c64成功接受數(shù)據(jù)

void writebyte_24c64（uchar data_to_24c64）; //寫入數(shù)據(jù)

uchar readbyte_24c64（uchar ack）; //ack應(yīng)答位，ack=1，MCU不應(yīng)答（不繼續(xù)接受數(shù)據(jù)）

void write_o_data_24c64（uchar addH，uchar addL，uchar data_24c64）; //寫入單個數(shù)據(jù)

uchar read_o_data_24c64（uchar addH，uchar addL）; //讀出單個數(shù)據(jù)

void write_m_data_24c64（uchar addH，uchar addL，uchar *m_data_24c64，uchar n）; //從某地址開始連續(xù)多字節(jié)寫入

void read_m_data_24c64（uchar addH，uchar addL，uchar *m_data_from_24c64，uchar n）; //從某地址開始連續(xù)讀取n個數(shù)據(jù)

#endif

5.結(jié)語

本系統(tǒng)可以精確的監(jiān)測到倉庫內(nèi)部的溫度濕度變化，通過系統(tǒng)內(nèi)部的處理，當(dāng)倉庫內(nèi)溫度濕度達(dá)到設(shè)定值的時候，系統(tǒng)將自動報警，當(dāng)相關(guān)人員采取相應(yīng)措施使溫度濕度到達(dá)正常范圍內(nèi)后，警報消除。本系統(tǒng)不僅能做好倉庫內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測工作，還造價低廉、使用方便并且測量準(zhǔn)確，可廣泛應(yīng)用于生活中，具有很好的應(yīng)用前景。

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