宋傳志

(91033部隊 山東青島 266071)

科技改變生活，創(chuàng)造引領(lǐng)未來，在科學(xué)技術(shù)不斷更新的當(dāng)前社會大環(huán)境下，如何運用先進的通信計算機技術(shù)進行日常工作的管理，設(shè)計符合時宜的溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng)成為了當(dāng)下很多企業(yè)的重要研究課題。環(huán)境中溫濕度的測量作為一項繁瑣而又復(fù)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(huán)境中溫濕度的測量結(jié)果造成一定的影響，如何在計算機網(wǎng)絡(luò)、微電子處理器、智能傳感技術(shù)以及測量控制技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上設(shè)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(jiān)測方面的一個研究熱點。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

以高可靠性、高性價比和操作簡單方便為設(shè)計原則對溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)進行設(shè)計，系統(tǒng)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(gòu)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(shù)據(jù)通訊，同時設(shè)置有看門狗定時器，雙數(shù)據(jù)針等功能；考慮到采集溫濕度的數(shù)值范圍，本著簡單易操作的原則數(shù)據(jù)采集部分選取傳感器DHT90，不需要進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，直接輸出數(shù)字信號，方便快捷；顯示部分選取1602 液晶模塊進行所測數(shù)據(jù)顯示，其中1602 液晶具備接線操作方便簡單的特性，適合本設(shè)計的設(shè)計要求。

該溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計可以滿足如下功能實現(xiàn)：

圖1 系統(tǒng)方框圖

（1）可以實現(xiàn)對室內(nèi)溫濕度參數(shù)數(shù)據(jù)實時采集，以及定時刷新，同時由溫度、濕度傳感器進行關(guān)鍵溫、濕度敏感點數(shù)據(jù)測量，并由單片機對數(shù)據(jù)進行循環(huán)檢測、處理、存儲，由此實現(xiàn)系統(tǒng)的溫濕度智能測量功能。

（2）要求用以進行現(xiàn)場監(jiān)測的設(shè)備具備高可靠性、靈敏度高以及強抗干擾能力等。技術(shù)層面上要求，實現(xiàn)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(xiàn)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(shè)計

本設(shè)計基本原理為單片機AT89C52與溫濕度傳感器等技術(shù)結(jié)合融合的主體，通過DHT90數(shù)字傳感器實現(xiàn)環(huán)境中溫濕度數(shù)值的采集與檢測，并將其輸出數(shù)據(jù)通過單片機校正處理，處理得到的最終數(shù)值傳送至液晶顯示模塊1602進行顯示，選取AT89C52單片機內(nèi)部振蕩器作為時鐘源，使系統(tǒng)保持可靠起振和安全穩(wěn)定運行。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計原則的相關(guān)要求，按照最大可能滿足系統(tǒng)設(shè)計功能實現(xiàn)目標，本設(shè)計在監(jiān)測系統(tǒng)的溫濕度設(shè)定環(huán)節(jié)上設(shè)定了所測環(huán)境中溫度和濕度的臨界值，以為實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)值越界報警功能，采用單片機的終端系統(tǒng)來完成系統(tǒng)數(shù)值越界報警功能的實現(xiàn)。

圖2 系統(tǒng)仿真圖

1.3 軟件設(shè)計

本課題所設(shè)計的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的軟件部分由系統(tǒng)主程序、系統(tǒng)中斷子程序、系統(tǒng)LED顯示子程序、系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)的進行數(shù)字顯示，超出臨界數(shù)值的進行報警處理。

2 系統(tǒng)仿真與調(diào)試

2.1 系統(tǒng)軟件仿真

根據(jù)原理圖，用Proteus進行仿真，因為本次設(shè)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(shù)特性的SHT10來代替。

2.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試

對系統(tǒng)的硬件進行測試，首先需要檢查設(shè)計系統(tǒng)外觀完好，有無元器件或電路斷點問題的出現(xiàn)；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(lián)網(wǎng)檢測，輸入單片機程序到電路板上來完成系統(tǒng)功能。

3 結(jié)語

科技改變生活，創(chuàng)造引領(lǐng)未來，在科學(xué)技術(shù)不斷更新的當(dāng)前社會大環(huán)境下，如何運用先進的通信計算機技術(shù)進行日常工作的管理，設(shè)計符合時宜的溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng)成為了當(dāng)下很多企業(yè)的重要研究課題。本文在對單片機為核心的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)研究分析的基礎(chǔ)上，利用AT89C52系列單片機實現(xiàn)了溫濕度測量與控制，并對系統(tǒng)總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、元件制造和測試等相關(guān)內(nèi)容進行了介紹，該系統(tǒng)實現(xiàn)了周圍環(huán)境溫濕度測量值實時顯示和報警處理功能，具有很強的現(xiàn)場實用性，在很大程度上提高了工作效率，并擴展了應(yīng)用范圍。