温湿度检测开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告

学 生 姓 名：

学 号：

专 业：
电子信息工程
设计(论文)题目：
基于SHT11温湿度监测及其显示系统

—软件设计
指 导 教 师:

2012
年
2
月
20
日

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写
2000字左右的文献综述
文 献 综 述
1. 题研究的主要内容、目的和意义
随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。 传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低下不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而问世监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。它的工作步骤如下：感应环境温湿度；单片机判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，实行措施进行调节；判断异常是否超过预设时间，若超过预设时间，则输出异常信号报警；判断异常是否处理完毕，若处理完毕，解除报警。这样就可以利用控制器对机房温湿度进行监控从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。
2. 研究现状及发展趋势
人类的生存和社会活动与湿度密切相关。随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来。科技的迅速发展使对温湿度的要求逐渐提高。
食品行业：对于食品储存来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题。
　　档案管理：纸制品对于温湿度极为敏感，不当的保存会严重降低档案保存年限。
　　温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至死亡。
　 动物养殖：各种动物在不同的温度下会表现出不同的生长状态，高质高产的目标要依靠适宜的环境来保障。
药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制。
所以说对温湿度监控有着重要意义。
从17世纪初伽利略发明温度计，把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
闭进行测量温度。在1659年法国人布利奥把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。瑞典人摄尔修斯1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为100度，把水的冰点定为0度。而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，20世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。从此电子温度计随着传感器的发展越来越成熟。
智能温度传感器(亦称数字温度传感器）在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，温度计也越来越智能化。
而湿度计好像是里安纳度（一个在15世纪在意大利里出生的人），是第一个想出这一个仪器量度出空气中的水蒸气含量的人开始探索的。他将一干燥的棉花放在一个天砰的一侧上。然后他安置一个正是与棉花相同的重量的对象在天砰的另一侧。当干燥的棉花从空气吸收水蒸汽，它变得更重并且这个天砰的这侧开始降落。在两重量之间的不同是湿度的度量标准。
现在科学家使用一台称为"psychrometer"的仪器测量相对湿度。"psychrometer"由两个绑在一起的温度计造成。一个温度计的泡被用清水浸过的材料包着。开始量度相对湿度时，要把psychrometer旅转直至被包着的温度计维持一个稳定的温度,而这温度一定比干的那个温度计低。实际的空气温度被干燥的那个温度计量度。在两温度之间的不同被叫为"wet-bulbdepression"是来自物质的水的蒸发的结果。科学家记录低干的温度计的温度和"wet-bulbdepression",然后制成一个图表,来计算相对湿度。这个也是干湿

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
球湿度计的工作原理。
跟电子温度计一样湿度计随着湿度传感器的发展趋于成熟。现在常用的温度传感器AD590，DS18B20湿度传感器HMxx’系列，HS1xx系列，SHT系列随着温湿度计的发展温室监控系统也越来越成熟，更好的为人们服务。
3.工作原理
该系统包括了硬件组成和软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温湿度传感器对温湿度进行采集，经放大器将信号放大，通过A/D转换器，将模拟信号转化为对应的数字温度信号电压。其硬件设计中最为核心的器件是单片机AT89C51，它一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面，将采集到的数字温湿度电压值经计算机处理得到相应的温度值和相对湿度值，送到LED显示器，以数字形式显示测量的温度和湿度。整个系统的软件编程就是通过c语言对单片机AT89C51实现其控制功能。整个系统结构紧凑，简单可靠，操作灵活，功能强大，性能价格比高，较好的满足了现代生产和科研的需要。

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
参考文献
1　沙占友.集成化智能传感器原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2004:119-127.
2　孟臣,李敏,李爱传. I2C总线数字式温湿度传感器SHT11及其在单片机系统的应用[J].国外电子元器件,2004(3):50-54.
3　史军勇,冀捐灶,杨宝强.基于AT89C2051的温湿度控制仪[J].2004(1):21-23.
4 谢敏 , 徐会冬.智能传感器 SHT11 在单片机嵌入式系统中的应用.现代电子技术,2005,14:89~91,94
5 张建国, 张云萍, 程清俊. 湿度传感器在防护性能检测中实现动态湿度测量的探讨. 计测技术,2008,(28):61~62
6 罗文广,兰红莉等. 基于单总线的多点温度测量技术. 传感技术,2002,21(3):47~50
7 喻晓莉,杨健,倪彦.湿度传感器的选用及发展趋势.自动化技术与应用,2009,28(2):107~109
8 康华光.电子技术基础模拟部分（第四版）.高等教育出版社，2004
9 康华光.电子技术基础数字部分（第四版）. 高等教育出版社，2004
10 陈永甫.常用电子元件及其应用. 人民邮电出版社，2005
11 王 晓 银 . 智 能 远 程 温 湿 度 监 测 系 统 的 设 计 . 西 安 航 空 技 术 高 等 专 科 学 校 学报,2009,27(1):4~46
12 樊 建 明 , 陈 渊 睿 . 基 于 SHT11 的 温 室 多 点 测 量 系 统 设 计 . 国 外 电 子 测 量 技术,2006,25(11):4~8
13 张建国, 张云萍, 程清俊. 湿度传感器在防护性能检测中实现动态湿度测量的探讨. 计测技术,2008,(28):61~62
14 李安玲,何强等.HIH- 4000 湿度传感器在粮情监控中的应 .粮食品科技,2008,16(5):25~27
15 李群芳,肖看.单片机原理、接口应用.清华大学出版社,2005,7

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）
设计任务
设计以AT89C51基本系统为核心的一套检测系统，由信号采集、信号分析和信号处理三个部分，温度检测范围：-30℃-+50℃；湿度检测范围：10%-100%RH；温度、湿度显示方式：四位显示；报警方式：声光报警。具体包括 A/D 转换、单片机系统、复位电路、温度检测、湿度检测、键盘及显示、报警电路、系统软件等部分的设计。
设计思路
该系统采用模块化设计方法,主要包括以下几个模块:
①主程序初始化:主要完成系统上电后清除“看门狗”输入,进行定时器和中断处理操作的初始化,包括关除T0外的所有中断、设定计数初值等,同时断开各电器设备的电源。另外,还要设定各个数据的存储单元地址。初始化完成后,系统将正常运行,并进行键盘扫描及温湿度的控制等操作;
②键盘扫描子程序:提供人机信息交换接口,完成温湿度的上、下限值的设定与显示功能,并将四个值存入4个固定单元,温、湿度各占2个单元;
③温湿度测量子程序:在该系统测控系统中,温湿度测量程序放在定时器T0的中断服务程序里,定时器T0为工作方式1(时间常数大),每次定时周期为50ms,软件计数20次,温湿度采样周期为1 s。中断服务程序包含以下基本程序:“写”命令子程序、“读”数据子程序、数值计算子程序和显示子程序,最后将实际温度值和湿度值存储于2个固定单元中,温、湿度各占1个单元。系统的T0中断程序即温湿度测量程序流程图如图所示;
④温湿度控制子程序:AT89C51比较温湿度预设值和实际值的大小,产生各个电器设备的启停信号。
温湿度测量程序流程图如下：

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
开始
计数次数单元置0
“写”测量命令
重装T计数初值
保护现场
延时
启动SHT11
温湿度值计算
显示数据送显示缓存
恢复现场
中断返回
计数次数=20
“读”测量数据
B
A
A
B

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

2012
年
2
月
23
日
指导教师：
所在专业审查意见：

负责人：
2012
年
2
月
27
日