温湿度智能监测系统设计与实现①

宋传志

(91033部队 山东青岛 266071)

科技改变生活，创造引领未来，在科学技术不断更新的当前社会大环境下，如何运用先进的通信计算机技术进行日常工作的管理，设计符合时宜的温湿度智能监测系统成为了当下很多企业的重要研究课题。环境中温湿度的测量作为一项繁琐而又复杂的工作，靠人工记忆与手工填写信息的时代已成为过去，且采取测量工具、测量手段、测量人员的不同都会对环境中温湿度的测量结果造成一定的影响，如何在计算机网络、微电子处理器、智能传感技术以及测量控制技术发展的基础上设计一款温度与湿度传感器用以替代原始的温度计与湿度计，成为了温湿度监测方面的一个研究热点。

1 系统设计

1.1 总体设计

以高可靠性、高性价比和操作简单方便为设计原则对温湿度监测系统进行设计，系统主要如图1所示的单片机主控电路，以DHT90为芯片的温湿度采集模块以及1602液晶显示模块三大部分构成。其中控制部分选取的单片机为AT89C52系列，是一种兼容MSC51的微控制器，安全性可靠有三层加密，32个可编程I/O口，全双工串行数据通讯，同时设置有看门狗定时器，双数据针等功能；考虑到采集温湿度的数值范围，本着简单易操作的原则数据采集部分选取传感器DHT90，不需要进行模数转换，直接输出数字信号，方便快捷；显示部分选取1602 液晶模块进行所测数据显示，其中1602 液晶具备接线操作方便简单的特性，适合本设计的设计要求。

该温湿度智能监测系统设计可以满足如下功能实现：

图1 系统方框图

（1）可以实现对室内温湿度参数数据实时采集，以及定时刷新，同时由温度、湿度传感器进行关键温、湿度敏感点数据测量，并由单片机对数据进行循环检测、处理、存储，由此实现系统的温湿度智能测量功能。

（2）要求用以进行现场监测的设备具备高可靠性、灵敏度高以及强抗干扰能力等。技术层面上要求，实现的温度测定范围介于-20℃～100℃之间，温度测量的精度不大于0.5℃；实现的湿度测定范围介于0～100%RH之间，湿度测量的精度不大于2.5%RH。

1.2 硬件设计

本设计基本原理为单片机AT89C52与温湿度传感器等技术结合融合的主体，通过DHT90数字传感器实现环境中温湿度数值的采集与检测，并将其输出数据通过单片机校正处理，处理得到的最终数值传送至液晶显示模块1602进行显示，选取AT89C52单片机内部振荡器作为时钟源，使系统保持可靠起振和安全稳定运行。根据系统设计原则的相关要求，按照最大可能满足系统设计功能实现目标，本设计在监测系统的温湿度设定环节上设定了所测环境中温度和湿度的临界值，以为实现系统的数值越界报警功能，采用单片机的终端系统来完成系统数值越界报警功能的实现。

图2 系统仿真图

1.3 软件设计

本课题所设计的温湿度监测系统的软件部分由系统主程序、系统中断子程序、系统LED显示子程序、系统延时子程序等组成，其中采集顺序是通过读写信号来控制DHT90通道进行启动，在系统设定数值范围内的进行数字显示，超出临界数值的进行报警处理。

2 系统仿真与调试

2.1 系统软件仿真

根据原理图，用Proteus进行仿真，因为本次设计所使用的传感器DHT90，在Proteus元件库里面没有，所以使用有相同功能和技术特性的SHT10来代替。

2.2 系统硬件调试

对系统的硬件进行测试，首先需要检查设计系统外观完好，有无元器件或电路断点问题的出现；在排除明显硬件故障后，使用万用表对各电源线与地线间是否有短路问题进行检查；最后排除这些问题之后，进行仿真器的联网检测，输入单片机程序到电路板上来完成系统功能。

3 结语

科技改变生活，创造引领未来，在科学技术不断更新的当前社会大环境下，如何运用先进的通信计算机技术进行日常工作的管理，设计符合时宜的温湿度智能监测系统成为了当下很多企业的重要研究课题。本文在对单片机为核心的温湿度监测系统研究分析的基础上，利用AT89C52系列单片机实现了温湿度测量与控制，并对系统总体设计、硬件设计、软件设计、元件制造和测试等相关内容进行了介绍，该系统实现了周围环境温湿度测量值实时显示和报警处理功能，具有很强的现场实用性，在很大程度上提高了工作效率，并扩展了应用范围。