基于单片机的温湿度报警系统标准设计开题报告.doc

论文题目
基于单片机温湿度报警系统设计
一、选题背景和意义
温度和湿度是室内环境两项关键指标，她们之间有着密不可分关系。人体感并不单纯受温度或是湿度影响，而是二者综合作用结果，所以温湿度一体说法出现。不宜温湿度会对人体产生危害。假如室内温湿度过高，人体散热就比较困难。反之，过低会使得空气干燥，人多呼吸道便会干涩难受。除了对人体本身影响外。温湿度一样对物品存放也有影响。比如。室内温湿度过高，衣服便轻易发霉，虫蛀。食品轻易发霉变。在社会生产，科学研究中，温湿度一样有着关键影响，在生命科学设施，计量/校准试验室和电子制造环境中，温湿度往往需要时时监测和报警显示，以确保产品和工艺。比如部分养殖场，牲畜生长，只有在适宜环境下，在事宜温湿度下，才能成长愈加快，从而取得更大效益。另外，部分仓库，也需要实时知道温湿度具体改变，什么样物品在什么样环境下比较适宜等等。
然而不一样场所对温湿度要求不一样，一样，控制温湿度手段也不一样。而什么时候应该进行温湿度调整呢？所以，此次研究课题“基于单片机温湿度报警系统设计”，便是由此目标得出。让使用者能够立即在温湿度超出限制值得悉报警信息，从而进行相关温湿度调控。

二、中国外研究现实状况、发展动态
伴随现代集成电子、通信、计算机等技术地快速发展，传感器也向着集成化，数字化发展，这么大大降低了成本，提升了测量正确性和精度。
温湿度传感器研发得到了中国外高度重视，很多国外政府和企业投入了大量人力、物力和财力。如美国“国家纳米技术”(National Nanotechnology Initiative)计划，还有 AD、MAXIM、 Sensiron 等著名芯片制造商。它们经典产品有 MAX6625/6626 温度传感器， SHT1X/SHT7X 温湿度传感器，这些传感器采取数字化技术，以数字化形式直接输出测量值，含有测量误差小、分辨率高、抗干扰能力强、测量数据能够远程传输、带串行总线接口等优点。中国部分企业也已经开始了在这些方面地研究，并取得了部分关键结果，如JUCSAN企业，它JCJ200Y产品耐温高达600℃，已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统。
多年来，温湿度测量报警系统研究发展快速。国际上优异测控技术、自动化技术、PLC 技术、现场总线技术、传感器技术和数字信息技术发展全部为温湿度测控系统研制和开发提供了条件，使温湿度设定、显示愈加直观，精度深入得到提升，智能化程度越来越高，温湿度检测功效集成化大幅提升。现代温湿度测控报警系统逐步替换了传统简单数据采集系统。它们发展正从由分立元件组成系统向微型化、集成化、数字化、智能化、微功耗、网络化、多参数测量测量报警系统转变，而且还不停地改善测量技术和方法，比如在系统中添加自动非线性赔偿、自动温度赔偿、自动校准等功效，来满足测量精度和恶劣环境下特殊要求。 温湿度测控报警系统在纺织工业、冶金、化工、建材、食品、温室种植和气象预报和科研试验室等很多领域全部有广泛应用，而这些领域对温湿度测量系统要求也各不相同。现在大家为了满足不一样市场需求，已经开发出了很多个基于不一样微处理器温湿度测量报警系统。现在中国外常见温湿度测量系统有以下部分：
(1) 基于单片机控制温湿度测量报警系统；
(2) 基于PLC 温湿度测量报警系统；
(3) 集散型温湿度测量报警系统；
(4) 基于FPGA 控制温湿度测量报警系统；
(5) 基于DSP 控制温湿度测量报警系统。
即使已经开发出这么多不一样种类温湿度测控报警系统，不过通常常见还是单片机或 DSP 作为主控芯片。单片机又称为微控制器，由单片集成电路芯片组成，内部含有 CPU（中央处理器），存放器和I/O 接口电路，定时器/计时器等功效。单片机含有体积小、可靠性高、功效强、灵活方便等优点，故能够广泛应用于国民经济各个领域，对各行各业技术改造和产品更新换代起到了关键作用。比如在智能仪器仪表、机电一体化、实时控制和人类生活中全部得到了很广泛应用。DSP 也称数字信号处理器，是一个含有特殊结构微处理器。伴随通信、计算机网络等技术快速发展，采取上位机（PC）和单片机或 DSP 组成小型控制系统在现代智能温湿度测控领域地利用越来越广泛。它利用单片机和 DSP 价格低、功效强、抗干扰性能好、温限宽等优点，又结合上位机软硬件支撑，已经在很多领域中用于温湿度监测、报警和控制。
总而言之，现在中国外温湿度测量系统研究全部是朝着微型化、数字化、智能化方向发展，而且不停地改善技术来满足市场需求。

三、研究内容及可行性分析
研究内容：
此次研究关键内容是应用单片机做为主控模块，经过传感器取得温湿度信息。利用软件程序设计，设置报警上下程度，在测得超出限制值数值信息时，进行报警。同时能够利用液晶显示模块实时显示目前温湿度情况。
单片机选择：
方案一：
采取MSP430F449芯片作为硬件关键。此芯片采取Flash ROM，内部含有4KB ROM 存放空间，能于1.8V-3.6V超低压工作，适合手持设备。不过编程环境复杂，编程风格和MS-51相差很大。用MSP430编程较之MS-51繁琐，故不采取MSP430F449。

方案二：
选择STC89C52芯片作为主控制器。
STC89C52是STC企业生产一个低功耗、高性能CMOS8位微控制器，含有 8K 在系统可编程Flash存放器。STC89C52使用经典MCS-51内核，但做了很多改善使得芯片含有传统51单片机不含有功效。在单芯片上，拥有灵巧8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效处理方案。 含有以下标准功效： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中止，一个7向量4级中止结构（兼容传统515向量2级中止结构），全双工串行口。
总而言之，我们采取方案二。
传感器选择：
方案一：
分别采取温度传感器和湿度传感器2个传感器。此方案需要用到2个传感器。且需要用到A/D转换电路，增加了电路复杂度。故不采取。

方案二：
采取数字式温湿度集成传感器。此方案只需一数字式个温湿度集成传感器，直接输出数字信号，简化了电路设计，而且满足此次设计需要。
总而言之，采取方案二。传感器选择DHT11数字温湿度传感器。
显示模块选择：
方案一
采取LED数码管动态扫描。LED数码管价格适中，适合数字显示，但不适合显示字母。而且采取动态扫描法和单片机连接时，占用单片机时间多，故不采取。

方案二：
采取点阵式数码管显示。点阵式数码管是由八行八列发光二极管组成，对于显示文字比较适合，如采取在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，故不采取。

方案三：
采取LCD液晶显示器，液晶显示器显示功效强大，可显示大量字母，图形，显示多样，清楚可见，不过价格通常，需要接口线较少。
综合此次设计目标，选择使用LCD1602液晶显示器作为此次显示模块。
系统框图：
初步决定系统框图图1所表示

单片机
温湿度传感器
键盘输入
显示模块
报警模块

图1 系统框图

四、论文拟处理关键问题及难点
关键问题：
一：实际电路设计绘制
二：传感器驱动程序编写和单片机程序设计
三：学会使用Proteus进行画图仿真
四：测量精度和误差
难点：
一：测量误差减小和正确度提升
二：怎样编程实现测量过程中中止、计时，和单片机和显示器和其它外围电路串口通信实现

五、研究方法
·经过查阅相关文件资料，了解所使用传感器具体性能数值。
·依据相关专业书籍设计了解此次设计原理，实现安全可靠、现实可行设计。
·C语言程序编写和Proteus仿真。
·实际硬件搭设和调试。
·论文编译和撰写。

六、论文进度安排
11月-12月，确定具体课题
12月-1月，撰写开题汇报
2月-3月，硬件搭建
3月-4月，硬件调试和论文撰写

七、关键参考文件
[1]高峰.单片微型计算机原理和接口技术(第2版).北京：科学出版社，.
[2]郑莉，董渊，张瑞丰.C++语言程序设计（第3版）.北京：清华出版社，.
[3]孙炳达.自动控制原理（第2版）.北京：机械工业出版社，：89～115
[4]周杏鹏，仇国富.现代检测技术.北京：高等教育出版社，.7：38～56
[5]梁森，欧阳三泰，王侃夫.自动检测技术及应用.北京：机械工业出版社，：78～90
[6]康华光，华中科技大学电子技术课程组.电子技术基础-模拟部分（第5版）.北京：高等教育出版社，：86～89
[7]康华光，华中科技大学电子技术课程组.电子技术基础-数字部分（第5版）.北京：高等教育出版社，：113～120
[8]杨宗德.Protel DXP电路设计制版100例.北京：人民邮电出版社，.4.
[9]袁鹏平，付刚，罗开玉 .Protel DXP电路设计实用教程.北京：化学工业出版社，
.10.
[10] 边春远，王志强.MCS-51单片机应用开发实用子程序.北京：人民邮电出版社，.
[11]肖洪兵. 跟我学用单片机. 北京：北京航空航天大学出版社,.8：79～90
[12]张毅刚,刘杰.MCS-51单片机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,.6.
[13]于永，戴佳，常江.51单片机C语言常见模块和综合系统设计实例精讲.北京：电子工业出版社，.4.
八、指导老师意见

署名：
201 年 月 日
九、开题审查小组意见

开题审查小组组长署名：
201 年 月 日