基于STC89C52RC单片机的温湿度显示器设计_开题报告

1.研究背景

温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产和农业种植中最常见最基本的工艺参数，例如机械、石油、化工、花卉栽培等各类工农业中广泛需要对温度湿度进行检测与控制[1]。此外随着人们生活水平的提高，人们对自己的生活环境越来越关注。而空气中温湿度的变化对人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了[2]。

随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高[3]。如大棚种植、花卉栽培、粮仓管理等场合，对温湿度有着极其严格的要求[4]。因此需要可以及时精确测量当前环境的温度以及湿度的智能仪表，并且能够完成诸如升温至特定温度、降温至特定温度的智能控制[5]。对于大棚种植和花圃、花卉栽培，必须在某些特定环境安装温湿度装置对当前温湿度进行监控。将此系统应用到温室等应用中无疑对温湿度进行更好地监测和控制[6]。本系统可以及时、精确地反映当前室内的温湿度的变化，并且能够对当前温湿度做出相应的控制。

2.研究意义

随着我国经济与科技的快速发展，传统的人工农业种植方式已无法满足我国人民的日常生活需求和农业多元化的发展趋势。我国科技发展迅速，在农作物的种植技术方面得到了极大的开发运用，利用现代科技改变各类农作物供不应求的现状已成为农业发展的主要途径，以大棚技术为主的农业生产方式逐渐普及。因此研究温湿度的控制非常有必要，它可以优化大棚农业和花卉种植结构，大大提升了大棚果蔬和花卉的质量，提高了工作人员的效率。

3.目前国内外研究现状

在温室中，温度和湿度、光技术设施园艺工程因为其较高的技术含量，得到了世界各地越来越多的关注，特别是在部分发达国家,温室温度和湿度是通过自动监测和控制[7]。在我国，通过对温室的引进，温室项目的发展使我国的温室逐渐强大。但与国外比较，在专业技术的研究深度和规模方面有着很大的差距。我国温室的目前现状是，大多数温室主要依靠农民手工监测和控制温室的环境，缺乏专业科学的指导技术[8]。农民通过以往的经验栽植农作物，通过手动调节温室的温湿度等参数，但温室的环境不能自动进行监测和调节，这使得我国的温室农作物栽培技术发展缓慢。通过手动调节温室农作物生长环境造成了人力资源的浪费，而且也不能保证对温室环境及时地控制与调节，并且测量误差大，随意性强，在某种程度上影响了农作物生长[9]。为了克服上述缺点，需要一个温室大棚自动监测与控制系统。农作物的生长与良好的环境因素不可分离，实现自动化的温室环境监测是温室大棚发展的关键，仅仅需要通过LCD1602液晶显示屏观察和分析系统监测的相关数据值，研究棚内农作物的生长规律，大棚就能生长出高质量、高品质的农作物[10]。

随着计算机科学技术及无线传感器技术的快速发展[11]，在自动监测与自动控制系统领域发生了巨大的变化，现代农业温室的重要产品的实施，已被广泛应用在我国的大部分地区。自动对温室环境进行监测，因为其性能好，价格低，所以人们以前使用的在温室内对温湿度的监测控制方法逐渐消失。在自动化的温室管理中，最基本的需要是对温室农业的监测和控制系统。因为各种农作物的生长规律和条件不同，需要通过对各种农作物生长规律进行研究，再根据农作物不同的特点来控制它们的生长环境，使其在反季生长，并且让农作物有较高的产量，让农民有较高的收益[12]。

二、^范文提纲

1.设计内容

本设计拟设计开发一个基于单片机的温湿度检测及报警智能控制系统，能够实现实时检测当前环境的温湿度，并通过液晶实时显示。同时用户可以通过按键外部输入设置报警阈值，当温度或者湿度超过阈值时，该系统发出声光报警并完成升温、降温、加湿、除湿等功能。

2.设计要求

① 进一步加深对单片机的理解和应用，扩大专业知识面，在软件编程、方案设计和实物操作方面加强训练，实现所学知识向能力的转化。

② 能够熟练使用设计软件开发平台。

③ 按照设计方案，对系统进行软硬件设计。基于STC89C52单片机完成全部设计内容。利用单片机为控制核心，通过温湿度传感器实时监测当前环境的温湿度值并通过液晶实时显示。主要步骤有主程序初始化、温湿度检测、数据读取显示、报警等几个部分。

3.所采用的方法、手段及步骤                               

根据题目要求，设计出如下方案：在当前环境中合适位置安装温湿度传感器，实时监测当前环境的温湿度值，并将测量数据传送到单片机进行数据处理，然后根据单片机对数据的处理结果实时显示，并且实现对温湿度的智能控制。设计包括温湿度检测系统、单片机控制系统、继电器控制系统和声光报警系统四部分。单片机控制系统主要负责温湿度阈值判断等功能的实现。继电器控制系统主要根据单片机给出的信号负责升温、降温、加湿、除湿等功能。本设计拟采用STC89C52单片机，DHT11温湿度传感器，1602液晶显示，实现系统要求的功能。

4.阶段进度计划

3月13日～3 月22日，完成选题和确定题目名称；

3月23日～4 月08日，完成开题报告和查找相关文献；

4月09日～4 月12日，分析温湿度检测及智能控制系统要求，给出设计方案；

4月13日～4 月17日，完成元器件选型及硬件设计；

4月18日～4 月21日，完成程序设计；

4月22日～4 月30日，完成^文档设计初稿；

5月01日～5 月14日，根据老师意见完成复稿；

5月15日～5 月23日，根据老师意见完成定稿；

5月24日～5 月27日，准备^范文答辩。

三、参考文献

[1] 夏路易.电路原理图与电路板设计教程[M].北京希望电子出版社.2010:124~172

[2] 余永权.单片机在控制系统中的应用[M].电子工业出版社.2009:56~67

[3] 童诗白.模拟电子技术基础第二版[M].高等教育出版社.2008:66~81

[4] Schinstock, D.E., Cuttino.J.F.Single-chip mircomputer temperature control system[J]. Precision Engineering. 2013, 24(1)

[5] 石东海.单片机数据通信技术[M].西安电子科技大学出版社.2011:201~215

[6] 余永权.单片机在控制系统中的应用[M].电子工业出版社.2006:157~177

[7] 朱大奇.单片机原理串口及应用[M].南京大学出版社.2009:13~54

[8] 赵佩华.微型计算机原理与组成[M].西安电子科技大学出版社.2011:88~96

[9] 赵继文.传感器与应用电路设计[M].北京科学出版社.2006:56~99

[10] 黄继昌.电子元器件应用手册[M].北京人民邮电出版社.2004:12~110

[11] 沙占友.单片及外围电路设计[M].电子工业出版社.2003:114~128

[12] 谢自美.电子线路设计[M].华中科技大学出版社.2011:56~88