便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x論文1

1、 電子電工實(shí)驗(yàn)中心創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室（論 文）題目：便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì) 參賽姓名： 指導(dǎo)老師： 專業(yè)名稱： 所在學(xué)院： 論文提交日期：8摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，溫濕度測(cè)量?jī)x的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。針對(duì)傳統(tǒng)的溫濕度控制方法完全是人工的，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且效率很低，研制了一種便攜式多路溫濕度測(cè)量?jī)x。該設(shè)計(jì)是一款家用溫濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)，通過對(duì)溫濕度測(cè)量、信號(hào)輸入和采集、stm32單片機(jī)控制其功能，最后通過OLED顯示。此外，在溫濕度過高或過低時(shí)采用蜂鳴器報(bào)警和時(shí)鐘日期的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了溫濕度實(shí)時(shí)測(cè)量，自動(dòng)刷新的功能。關(guān)鍵詞：stm32；溫濕度傳感器；蜂鳴器報(bào)警 Abstract With the developm

2、ent of science and technology, the application of temperature and humidity measuring instrument is more and more widely. In view of the traditional control method of humiture is entirely artificial, not only time-consuming, but also laborious and inefficient. Therefore, a portable multi-channel temp

3、erature and humidity measuring instrument is made. This design is a household and multipath humiture through the signal collecting, stm32 microcontroller controlling and the OLED displaying. In addition, the temperature and humidity too higher or too lower when the buzzer alarm clock and date set, r

4、ealized the real-time temperature and humidity measurement, the function of automatic refresh. Key Words ：stm32; Temperature and Humidity sensor; Buzzer Warning目錄引言2課題背景及意義2整體思路和總體介紹2第一章 設(shè)計(jì)要求3第二章 方案論證與選擇32.1 總體方案論證32.2方案選擇32.3液晶屏類型的選擇3第三章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及方案設(shè)計(jì)4第四章 硬件與程序設(shè)計(jì)54.1硬件模塊54.2 軟件設(shè)計(jì)5第五章 測(cè)試結(jié)果與分析65.1測(cè)試條件6

5、5.2 測(cè)試方案65.3測(cè)試結(jié)果分析6第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)7第七章 心得體會(huì)7參考文獻(xiàn)8附錄1：電路圖9附錄2：程序9引言課題背景及意義 近年來(lái)隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用的到快速發(fā)展。農(nóng)業(yè)技術(shù)工程人員研制了許多監(jiān)測(cè)裝置和系統(tǒng)，但是研制的產(chǎn)品大多沒有產(chǎn)品化，檢測(cè)精度和一致化較差，而且價(jià)格較高，難以在實(shí)際中大量應(yīng)用。為了滿足生產(chǎn)實(shí)際的需要，研制便攜式溫、濕度測(cè)量?jī)x。該儀器體積小輕便，且低能耗，使用時(shí)可調(diào)節(jié)時(shí)間，以便準(zhǔn)確的顯示某時(shí)刻的溫濕度情況。 整體思路和總體介紹以STM32F103為核心，通過DHT21溫濕度傳感器根據(jù)環(huán)境產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，再通過單片機(jī)編譯最后通過小液晶顯示出具體的溫濕度數(shù)

6、值。同時(shí)采用多級(jí)菜單功能，在測(cè)量同時(shí)能實(shí)時(shí)顯示時(shí)間和日期，當(dāng)溫濕度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)還可以發(fā)出提示音，方便用戶針對(duì)溫濕度過高，過低情形隨時(shí)調(diào)整環(huán)境設(shè)置，方便快捷，歡迎使用。測(cè)量溫濕度時(shí)，通過DHT21傳感器快速傳回?cái)?shù)據(jù)并實(shí)時(shí)處理，屏幕迅速刷新，實(shí)時(shí)了解溫濕度測(cè)量情況。便攜式溫、濕度測(cè)量?jī)x主要由stm32單片機(jī)、溫濕度傳感器、時(shí)鐘電路、串口通訊接口、液晶顯示、電源、按鍵和處理模塊等組成。在設(shè)計(jì)過程中，最初在串口顯示正常，但無(wú)法在液晶屏顯示，發(fā)現(xiàn)是調(diào)用函數(shù)異常，局部變量與全局變量設(shè)置問題。采用局部變量就解決初步問題，然后是采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的方法解決顯示多個(gè)零的問題。但是，綜合考慮到本系統(tǒng)在穩(wěn)定性方面稍有欠

7、缺，所以還有很大的改進(jìn)空間。第一章 設(shè)計(jì)要求便攜式溫、濕度測(cè)量?jī)x要求由stm32的AD端口采集傳感器的的輸出信號(hào)，轉(zhuǎn)換為溫濕度信息，由cpu進(jìn)行處理將刺激的信息反饋給技術(shù)人員。本機(jī)構(gòu)具有如下特點(diǎn)： 1）能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境的溫濕度值 2）在測(cè)量同時(shí)能夠查看當(dāng)前時(shí)間 3）無(wú)需外接電源第二章 方案論證與選擇2.1 總體方案論證 在日常生活或者工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中!經(jīng)常會(huì)需要檢測(cè)環(huán)境的溫濕度，因此采用單片機(jī)和溫濕度傳感器構(gòu)成的數(shù)字溫濕度測(cè)量?jī)x顯得非常重要。數(shù)字溫濕度測(cè)量?jī)x已被廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量?jī)x表自動(dòng)化溫室大棚自動(dòng)控制等多個(gè)智能化領(lǐng)域中。在過去某些場(chǎng)合經(jīng)常采用熱敏電阻和濕度電容來(lái)分別測(cè)量環(huán)境的溫濕度。這種測(cè)

8、量往往誤差較大，而且在多點(diǎn)測(cè)量時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜而采用這種集溫濕度傳感器于一體的數(shù)字集成式傳感器則會(huì)使得系統(tǒng)大大降低成本。使用小液晶考慮到環(huán)保的方向，小液晶耗能小，可以長(zhǎng)時(shí)間顯示溫濕度數(shù)值及時(shí)間，并且顯示簡(jiǎn)單易懂。采用傳統(tǒng)按鍵（4*4）矩陣鍵盤可以實(shí)時(shí)調(diào)整日期和時(shí)間，方便用戶記錄數(shù)值。采用警報(bào)裝置能提醒用戶當(dāng)前環(huán)境是否合適。2.2方案選擇基于本設(shè)計(jì)的要求，采用本實(shí)驗(yàn)電路。2.3液晶屏類型的選擇方案一：12864液晶 12864液晶優(yōu)點(diǎn)是屏幕大，顯示字體較大，設(shè)置起來(lái)比較方便。而且顯示漢字容易；缺點(diǎn)是消耗比較多的能量，顯示空間較小。 方案二：LED小液晶 LED小液晶優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能，顯示較多的內(nèi)容，

9、缺點(diǎn)是屏幕小，調(diào)節(jié)使用過程比較難控制。 綜合考慮：由于本著節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，決定采用LED小液晶。 圖2.3 LED小液晶實(shí)物圖第三章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖及方案設(shè)計(jì)以STM32F103為核心，通過溫濕度傳感器傳輸溫濕度信號(hào)，再通過CPU處理反饋給LED小液晶，通過與矩陣鍵盤設(shè)置值比較給蜂鳴器高低電平信號(hào)。電源模塊供電。圖3 控制框圖第四章 硬件與程序設(shè)計(jì)4.1硬件模塊（1） 便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x傳感器 圖4.1 便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x傳感器實(shí)物圖（2）電源模塊電源模塊考慮到蜂鳴器供電，還要給32單片機(jī)供電，還要給液晶顯示屏供電，為了方便簡(jiǎn)潔，采用4節(jié)干電池6V轉(zhuǎn)化成5V電壓供電。4.2 軟件設(shè)計(jì)以STM32

10、F103為核心，鍵盤接C0到C7管腳，LED小液晶接C8,C9,C10,C13,電源和地管腳，蜂鳴器接A6管腳，傳感器使用B9管腳。圖3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖第五章 測(cè)試結(jié)果與分析5.1測(cè)試條件多次檢查仿真電路原理無(wú)誤，硬件電路與系統(tǒng)原理圖完全相同，并且焊接情況良好，檢查連接無(wú)誤，儀器運(yùn)行正常，在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試。5.2 測(cè)試方案接好所有元件，下載好程序，并將單片機(jī)復(fù)位。測(cè)試方案：1.將儀器放在室內(nèi)，打開開關(guān)，觀察溫濕度數(shù)值；2.用標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)量溫濕度數(shù)值，進(jìn)行對(duì)比分析3.按鍵設(shè)置日期和時(shí)間，進(jìn)行按鍵測(cè)試4.放在溫度濕度過高（過低）環(huán)境下，測(cè)試蜂鳴器以及超溫濕度測(cè)試5.3測(cè)試結(jié)果分析測(cè)試結(jié)果：便攜式溫濕

11、度測(cè)量?jī)x在室溫條件下測(cè)試正常，并隨時(shí)可以按鍵設(shè)置時(shí)間和日期，在溫濕度過高（或過低）情況下蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。綜上所述，本設(shè)計(jì)能夠符合設(shè)計(jì)要求。第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x在開始的時(shí)候串口測(cè)試正常，但在LED小液晶上顯示出現(xiàn)問題，在查找和排查原因過程中，發(fā)現(xiàn)是局部變量和全局變量設(shè)置出現(xiàn)問題，通過采樣將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到LED小液晶上，在此過程中使用局部變量設(shè)置解決了這個(gè)問題；采樣值不準(zhǔn)通過濾波處理。圖6 便攜式溫濕度測(cè)量?jī)x實(shí)物圖 第七章 心得體會(huì)經(jīng)過本次課程的設(shè)計(jì)制作，我們有了很大的收獲。 首先，我們每個(gè)人的自學(xué)能力都獲得了極大的提高。從最初的不知從何下手，到最后完成設(shè)計(jì)并且獲得成功，我們經(jīng)過了搜

12、集查找資料，學(xué)習(xí)分析資料，并結(jié)合自己對(duì)知識(shí)的理解不斷改造機(jī)器人，讓它一步步變得更好。與此同時(shí)，我們的自學(xué)能力和知識(shí)儲(chǔ)備都有了質(zhì)的飛越。其次，在學(xué)習(xí)和制作過程中，總會(huì)遇到問題和挫折，遇到困難時(shí)，團(tuán)隊(duì)合作鼓勵(lì)我們不斷前進(jìn)，解決問題，讓我們不斷地從失敗中振作。更讓我們體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，團(tuán)隊(duì)分工明確、成員互相鼓勵(lì)以及個(gè)人的責(zé)任感都起了至關(guān)重要的作用。最重要的是，我們切身感受到了理論與實(shí)踐的巨大差距，課本上的知識(shí)是不能生搬硬套的，必須結(jié)合實(shí)際情況對(duì)知識(shí)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，并且在以后的生活中不斷提高自己解決問題的能力。同時(shí)我們也認(rèn)識(shí)到了培養(yǎng)創(chuàng)造力的重要性，要積極在生活中提升自己認(rèn)識(shí)問題的深度，并與此同

13、時(shí)運(yùn)用自己的創(chuàng)造力解決遇到的問題，也在此過程中，提高自己的創(chuàng)造力。參考文獻(xiàn)1 百度文庫(kù)/OL2一款簡(jiǎn)單溫濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)_祝建科3便攜式試驗(yàn)箱溫濕度測(cè)量?jī)x研制及應(yīng)用_崔劍4基于SHT11溫濕度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)_葉鋼J.長(zhǎng)春理工大學(xué)報(bào). 1987（4）：年（期）附錄1：電路圖 電路原理圖附錄2：程序int main(void) GPIO_MatrixKey_Config();alarm_GPIO_Configuration();TIM2_NVIC_Configuration();TIM2_Configuration();/TIM2中斷初始化，配置了時(shí)鐘LCD_IOInit();LCD_Init();b_display_shouye(); delay_ms(1000);LCD_CLS(); while (1) while(menu_flag=1) menu_display_v(); /主菜單顯示 ReadDHT11(); /傳感器采樣且判斷是否超限，報(bào)