基于单片机的储藏室温湿度检测与智能控制系统设计.doc

基于单片机的储藏室温湿度检测与智能控制系统设计

内容摘要

温湿度是影响货物存储质量的重要因素。本课题设计的是一种基于单片机的绿色食品去湿干燥智能控制系统，实现了对食品温度和湿度的实时检测，使管理人员可以实时监控食品温湿度情况以便确定合适的温湿度指标进行储藏。

本文采用AT89S52单片机为控制核心，由DHT11温湿度传感器及1602字符型液晶模块构成温湿度采集及实时显示系统，实现对测量对象的温湿度精确测量与自动控制。本系统由上位机和下位机构成，下位机主要完成食品温湿度的采集与处理，将其传至1602液晶显示，并做出判断实现超限报警。同时，下位机还通过DHT11总线将温湿度数据传至上位机，上位机可实时显示当前的温湿度值。实验结果表明，该系统电路简单、工作稳定、集成度高，调试方便，测试精度高，具有一定的实用价值。

关键词：单片机；温湿度；AT89S52；DHT11

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 3

1.2.1国外发展现状 3

1.2.2国内对储藏室控制系统研究 4

1.3本文的主要内容 4

2系统整体方案设计 5

2.1设计要求 5

2.2方案设计 5

2.2.1总体方案概述 5

2.2.2单片机机型和器件型号的选择 6

3硬件系统设计 7

3.1系统芯片介绍 7

3.1.1AT89S52介绍 7

3.1.2AT89S52的标准功能 7

3.2硬件电路设计 8

3.2.1单片机电路设计 8

3.2.2扩展电路和输入/输出通道设计 10

3.2.3控制面板设计 12

4软件程序设计 15

4.1系统控制流程图 15

4.2控制程序的设计 17

4.2.1温湿度采集子程序设计 17

4.2.2液晶显示子程序设计 17

4.2.3键盘扫描软件设计 18

5结论 19

参考文献 20

附录 21

1绪论

1.1课题的背景及意义

单片机是为满足工业控制而设计的，具有良好的实时控制性能和灵活的嵌入品质，近年来在智能仪器仪表、机电一体化产品、实时工业控制、分布系统的前端模块和家用电器等领域都获得了极为广泛的应用。

防腐、防潮、防霉、防爆是食品日常存储工作的重要内容，是衡量食品储藏质量的重要指标，它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强物品温度与湿度的监测工作。但传统的方法是利用人工通过双金属式、湿度表测量计、温度计和湿度试纸等测试器材来进行检测，对不符合温湿度要求的食品进行干燥、通风等工作。这种人工测试方法不高效、工作效率低，且测试的温度及湿度误差较大，不稳定，因此我们需要采用一种成本低且准确的温湿度测量控制仪。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外发展现状

早在70年代后期，一些农业比较发达的国家荷兰、日本、美国、以色列、加拿大、英国等都大力发展储藏室设施园艺[1]。到目前为止，物联网技术、云计算推动储藏室农业发展到现代智能控制阶段，基于物联网储藏室智能控制系统实现对储藏室环境全面感知、历史数据查询和远程控制、精准控制。

2006年RodrigoCasta?eda-Miranda等多人[2]开发了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的储藏室智能气候控制系统，利用模糊控制方法对加热器和窗户进行控制，从而实现对室内进行增温和降温处理，该系统使用HDL编程、Simulink仿真，对系统性能进行了分析验证。

2016年G.Sudha等人[5]研究了基于ZigBee无线网络的环境监测编码技术，通过分析网络数据包传输过程中的误码率评价传感网络的性能。E.Kanagaraj[63]利用无线传感网络和云计算实现在线访问浏览器对天气气象数据进行监测。

2017年HeidariM,KhodadadiH[6]将设计的模糊逻辑自整定PID控制器应用在小型储藏室控制上，通过修改输入与输出之间的关系，精确控制了储藏室光、温、湿度等环境参数，为储藏室提供良好的环境。

总结国外近20年来对储藏室控制系统的研究，主要表现在储藏室控制算法上，人工智能、神经网络训练方法虽然比较先进，但是实际应用中难以实现。对于储藏室这个非线性高，耦合性强的复杂系统，经典PID和模糊控制方法在储藏室控制领域依然占有重要地位。随着物联网，无线传感网络的出现，最近几年，很多研究者偏向了农业物联网、无线传感网络和远