基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述

PAGEPAGE1論文題目基于單片機(jī)的溫濕度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述：一、選題背景和意義隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行各業(yè)對(duì)溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測(cè)模式是以人為基礎(chǔ)，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測(cè)量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低下不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學(xué)性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護(hù)缺乏完整的管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費(fèi)，管理不及時(shí)的問題，這是由于它的智能化設(shè)計(jì)所決定的。它的工作步驟如下：感應(yīng)環(huán)境溫濕度；單片機(jī)判斷感應(yīng)到的溫濕度是否異常；若感應(yīng)到的溫濕度異常，實(shí)行措施進(jìn)行調(diào)節(jié)；判斷異常是否超過預(yù)設(shè)時(shí)間，若超過預(yù)設(shè)時(shí)間，則輸出異常信號(hào)報(bào)警；判斷異常是否處理完畢，若處理完畢，解除報(bào)警。這樣就可以利用控制器對(duì)機(jī)房溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫濕度管理的實(shí)時(shí)性和有效性。故本次設(shè)計(jì)對(duì)于類似項(xiàng)目還具有普遍意義。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)從17世紀(jì)初伽利略發(fā)明溫度計(jì)，把玻璃管倒過來，把液體放在管內(nèi)，把玻璃管封閉進(jìn)行測(cè)量溫度。在1659年法國(guó)人布利奧把玻璃泡的體積縮小，并把測(cè)溫物質(zhì)改為水銀，這樣的溫度計(jì)已具備了現(xiàn)在溫度計(jì)的雛形。以后荷蘭人華倫海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水銀作為測(cè)量物質(zhì)，制造了更精確的溫度計(jì)。瑞典人攝爾修斯1742年改進(jìn)了華倫海特溫度計(jì)的刻度，他把水的沸點(diǎn)定為100度，把水的冰點(diǎn)定為0度。而真正把溫度變成電信號(hào)的傳感器是1821年由德國(guó)物理學(xué)家賽貝發(fā)明的，這就是后來的熱電偶傳感器。五十年以后，另一位德國(guó)人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計(jì)。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，20世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學(xué)溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。從此電子溫度計(jì)隨著傳感器的發(fā)展越來越成熟。智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器）在20世紀(jì)90年代中期問世。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)（ATE_）的結(jié)晶。目前，國(guó)際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D傳感器、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能，溫度計(jì)也越來越智能化。而濕度計(jì)好像是里安納度（一個(gè)在15世紀(jì)在意大利里出生的人），是第一個(gè)想出這一個(gè)儀器量度出空氣中的水蒸氣含量的人開始探索的。他將一干燥的棉花放在一個(gè)天砰的一側(cè)上。然后他安置一個(gè)正是與棉花相同的重量的對(duì)象在天砰的另一側(cè)。當(dāng)干燥的棉花從空氣吸收水蒸汽，它變得更重并且這個(gè)天砰的這側(cè)開始降落。在兩重量之間的不同是濕度的度量標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)在科學(xué)家使用一臺(tái)稱為"psychrometer"的儀器測(cè)量相對(duì)濕度。"psychrometer"由兩個(gè)綁在一起的溫度計(jì)造成。一個(gè)溫度計(jì)的泡被用清水浸過的材料包著。開始量度相對(duì)濕度時(shí)，要把psychrometer旅轉(zhuǎn)直至被包著的溫度計(jì)維持一個(gè)穩(wěn)定的溫度,而這溫度一定比干的那個(gè)溫度計(jì)低。實(shí)際的空氣溫度被干燥的那個(gè)溫度計(jì)量度。在兩溫度之間的不同被叫為"wet-bulbdepression"是來自物質(zhì)的水的蒸發(fā)的結(jié)果?？茖W(xué)家記錄低干的溫度計(jì)的溫度和"wet-bulbdepression",然后制成一個(gè)圖表,來計(jì)算相對(duì)濕度。這個(gè)也是干濕球濕度計(jì)的工作原理。跟電子溫度計(jì)一樣濕度計(jì)隨著濕度傳感器的發(fā)展趨于成熟?，F(xiàn)在常用的溫度傳感器AD590，DS18B20濕度傳感器HMxx’系列，HS1xx系列，SHT系列隨著溫濕度計(jì)的發(fā)展溫室監(jiān)控系統(tǒng)也越來越成熟，更好的為人們服務(wù)。三、研究的內(nèi)容及可行性分析該系統(tǒng)包括了硬件組成和軟件的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上主要是通過溫濕度傳感器對(duì)溫濕度進(jìn)行采集，經(jīng)放大器將信號(hào)放大，通過A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字溫度信號(hào)電壓。其硬件設(shè)計(jì)中最為核心的器件是單片機(jī)AT89C51，它一方面控制A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字溫濕度電壓值經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得到相應(yīng)的溫度值和相對(duì)濕度值，送到LED顯示器，以數(shù)字形式顯示測(cè)量的溫度和濕度。整個(gè)系統(tǒng)的軟件編程就是通過c語言對(duì)單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)其控制功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單可靠，操作靈活，功能強(qiáng)大，性能價(jià)格比高，較好的滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)和科研的需要四、論文擬解決的關(guān)鍵問題及難點(diǎn)設(shè)計(jì)以AT89C51基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分，溫度檢測(cè)范圍：-30℃-+50五、研究方法該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法,主要包括以下幾個(gè)模塊:①主程序初始化:主要完成系統(tǒng)上電后清除“看門狗”輸入,進(jìn)行定時(shí)器和中斷處理操作的初始化,包括關(guān)除T0外的所有中斷、設(shè)定計(jì)數(shù)初值等,同時(shí)斷開各電器設(shè)備的電源。另外,還要設(shè)定各個(gè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元地址。初始化完成后,系統(tǒng)將正常運(yùn)行,并進(jìn)行鍵盤掃描及溫濕度的控制等操作;②鍵盤掃描子程序:提供人機(jī)信息交換接口,完成溫濕度的上、下限值的設(shè)定與顯示功能,并將四個(gè)值存入4個(gè)固定單元,溫、濕度各占2個(gè)單元;③溫濕度測(cè)量子程序:在該系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)中,溫濕度測(cè)量程序放在定時(shí)器T0的中斷服務(wù)程序里,定時(shí)器T0為工作方式1(時(shí)間常數(shù)大),每次定時(shí)周期為50ms,軟件計(jì)數(shù)20次,溫濕度采樣周期為1s。中斷服務(wù)程序包含以下基本程序:“寫”命令子程序、“讀”數(shù)據(jù)子程序、數(shù)值計(jì)算子程序和顯示子程序,最后將實(shí)際溫度值和濕度值存儲(chǔ)于2個(gè)固定單元中,溫、濕度各占1個(gè)單元。系統(tǒng)的T0中斷程序即溫濕度測(cè)量程序流程圖如圖所示;④溫濕度控制子程序:AT89C51比較溫濕度預(yù)設(shè)值和實(shí)際值的大小,產(chǎn)生各個(gè)電器設(shè)備的啟停信號(hào)。溫濕度測(cè)量程序流程圖如下：BAAB“讀”測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)次數(shù)=20恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)顯示數(shù)據(jù)