2016温湿度测控系统设计答辩演讲稿.ppt

温湿度测控系统设计专业 自动化答辩人 指导教师： 王春侠 主要内容 1设计过程及工艺要求 2系统硬件设计 3系统软件设计 4系统软硬件联调 5结束语 绪论 近年来，我国的设施农业得到了较快的发展，温室大棚技术已经突破了传统的农作物种植受地域和自然环境的限制，从传统农业向以优质、高产、高效为目的的现代农业转化的新阶段。 温湿度作为工农业生产的主要环境参数，为了保证农作物快速生长，在现代农业中，我们采用先进的控制技术，对温室大棚内的环境实行自动检测和和实时控制 ，从而实现人为控制植物生长环境，为优质，高产的农作物生产提供可能，同时也大大降低了工人的劳动强度。为解决上述问题，本次课题设计出了温湿度测控系统，它以单片机为核心，采用温湿度测量，控制，报警等技术，以温湿度传感器作为测量元件，最终结合硬件与软件，实现了对温室大棚的自动检测、报警及通风降温、加温加湿处理。 1 设计过程及工艺要求 一、基本功能 温度、湿度的检测 温度、湿度的显示 键盘设置 过限报警 升温增湿处理 降温除湿处理 二、主要技术参数 温度检测范围：-55℃~+125℃ 温度测量精度：0.0625 C 湿度检测范围 ：0%-100%RH 湿度检测误差：±2％ 温湿度显示方式：LCD液晶显示 报警方式：蜂鸣器报警 2 系统硬件设计 本次设计是基于STC89C52单片机的温湿度测控系统的设计，是硬件与软件的结合。 2.1单片机最小系统 采用STC89C52单片机作为系统的主控制器。单片机系统的扩展是以基本最小系统为基础的，最小系统包括晶体振荡时钟电路和复位电路，其电路图如下图所示。 2.2 温湿度检测电路设计 2.2.1温度检测 温度检测采用Dallas半导体公司生产的数字式传感器DS1820 ，它支持“一线总线”接口。 DS18B20主要特性 : DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。 2.2.2、DS18B20工作原理 DS18B20的测温原理如下图所示 2.2.3 DS18B20基本应用电路 (1) DS18B20寄生电源供电方式? 如下图所示，在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量。 (2) DS18B20的外部电源供电方式 在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上理论可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。 2.3 湿度检测 湿度传感器HS1101是电容式湿度传感器，具有不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，响应时间短，适用于线性电压输出和频率输 出两种电路HS1101的实物和符号图如下。HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。 如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号，常有两种方法：一是将该湿敏电容置于运放与阻容组成的桥式振荡电路中；另一种是将该湿敏电容置于555荡电路中。 湿度检测频率输出555测量振荡电路如下图所示。集成定时器555芯片外接电阻R1、R2与湿敏电容C，构成了对C的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成了对C的放电回路，并将引脚2、6端相连引入到片内比较器，便成为一个典型的多谐振荡器，即方波发生器。频率输出的555震荡电路如图所示。 其中，充放电时间为 T1充电=C（R1+R2）Ln2 T2放电=CR2 Ln2 因而，输出的方波频率为(假设此时的电容为180pf) f=1/(t2放电+t1充电)=1/[ C（R1+2R2）Ln2] =1/(180pf*1291*ln2)=6208HZ 湿度D=t1/T=(R1+R2)/(2R1+R