空气温湿度检测报警系统.doc

前言 随着人们的生活水平越来越高，对环境的要求也越来越高。尤其是目前生活节奏的加快，许多人都出现了亚健康的状态，因此空气温湿度的检测对于现代人来说也变得十分重要。为了更加有效的保证人们生活环境的安逸和舒适，同时也为了人们生活的更加健康，人们已不满于目前的居住环境，对家庭提出了更高的要求，智能化被引进了家庭，并且迅速在全国乃至世界范围内普遍发展开来。由于自然环境污染越来越严重，城市人口越来越多等，适宜人们生活的温度以及湿度越来越难以达到标准，常见的南北气候差异，北方冬天异常干燥，南方却阴冷潮湿，为了满足最适宜人们生活的最佳温度和湿度，我们需要研究一种便于提醒和控制温湿度的装置，人们可以根据不同季节以及个人的需要进行不同的调整，以便达到最佳的居住环境。这不仅仅是对于环境要求的进步，同时也体现了现代文明的发达与先进。而对于我们来说，如何有效地在合适的时间内对环境做出相应的措施却难以把握，因此我们需要采取有效的措施，以满足人们对环境的要求。 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。随着电子芯片集成化、小型化速度加快及芯片制作技术的提高，国内外在湿度传感器研发领域取得了一定的进步，湿度传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度检测技术提高到新的水平。本文将介绍一种空气温湿度检测报警系统，它所使用的传感器，是采用DHT11温湿度传感器来采集温湿度的信号，将采集到的数字信号所获得的数据直接送入STC89C52的单片机中，单片机再对数字信号进行处理，经过单片机处理的信号再次通过1602字符液晶显示器将温湿度值显示出来，若通过温湿度传感器所采集的数据过高，则会通过报警电路发出报警，提醒人们空气中的温湿度对人的身体不利。  2.总体方案设计 2.1方案论证 方案一：利用温湿度传感器DHT11采集信号,将输出得到的数字信号直接送到单片机内部，经单片机处理后，通过1602液晶显示器进行显示。若超出预设温湿度值的范围，则驱动报警电路进行报警，已达到监控空气的温湿度，方便随时对空气的温湿度进行检测，保证人体处于一个合适的空气环境。原理框图如图2.1所示。 图2.1 方案一 结构框图 方案二：利用温度传感器DS18B20进行采集空气中的温度信号,湿度传感器HMP45D采集空气中的湿度信号，将两个传感器输出得到的信号送到单片机内部进行处理，通过单片机处理后，再由1602液晶显示器显示当前空气温度和湿度的值。若超出预设的温湿度值的范围，则驱动报警电路进行报警，已达到监测空气的温湿度。其原理框图如图2.2所示。 图2.2 方案二 结构框图 2.2方案比较与选择 两种方案都能实现对空气温湿度的检测，但在方案二中，分别温度传感器和湿度采集到的信号直接送给单片机进行处理，虽然能够有液晶显示温度和湿度，但该方案需要两个液晶显示，成本较高，而且传感器不能保证是同一时间所采集，导致精度不够高。而方案一根据DHT11采集空气中的信号，输出数字信号给单片机进行处理，再通过1602字符液晶进行显示。通过检测到空气中的温室度值与预设温湿度值进行比较，若超出了预设值范围，则通过蜂蜜器进行报警，提醒人们所处环境温湿度不合适。通过这种方式，提醒人们所处环境的空气质量，这样检测的空气温湿度对人类更加有帮助。与方案二比较，增加了测量空气温湿度的精度，而且成本较低，硬件设计电路较简单，所以选择方案一。 3.单元模块设计 STC89C52单片机系统模块 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有在系统可编程Flash 存储器。LCD1602显示电路，MAX232电平转换电路。时钟电路选择的晶振为12MHZ。LCD1602可以显示16×2个字符，用于显示测得的光参数数据和相应的时刻。由于单片机的电平逻辑是TTL/CMOS电平逻辑, MAX232是由德州仪器公司（TI）推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。选择MAX232芯片实现TTL电平与EIA电平的转换，通过RS232传输线可以与PC机实现串行通讯。LCD1602是自带字符库的LCD液晶显示器，可以显示16×2个字符，此电路中由P0口控制读写的数据。系统原理图如图3.1所示。 图3.1 STC89C52单片机系统模块电路图 3.2 电路模块 3.2.1 蜂鸣器电路 本设计采用把计算机采集的数据进行数据处理，与该参数上下限与给定值进行比较，如果高于上限值则进行报警，否则就作为正常值进行显示。本设计采用蜂鸣器报警电路。如图3.2所示。蜂鸣器额定电流≤30Ma,而对于AT89S5