室内温湿度数据采集装置的开发与应用_开题报告

一、文献综述

（一）研究现状

温湿度监测装置的设计与开发是一个比较实用、应用范围比较广泛的课题。随着5G的大面积铺开，生活、生产全线智能化也受到了广泛的重视。温湿度是与各行各业息息相关的两个重要数据，自然也成为了关注的重点。生活中，温湿度直接影响了人们的身心将康。比如：回到家中，感受到室内像个蒸笼似的再去开空调已经不再满足人们对智能家居的需求；工业生产中，温湿度直接影响了产品质量和自动化装置的运行状态，等出现大量品质不良再去检测调整工厂内的温湿度已经不再满足人们对智慧工厂的需求；物流冷链行业，质检员每个半小时去仓库或车厢测一下温湿度，然后按需调整，这是一个严重消耗人力及时间的过程，自然也不满足行业需求。

有研究说，上个世纪，国外就已经出现了室内温湿度控制技术，在很多发达的西方国家，比如芬兰、日本、德国等，很早就实现了温湿度的自动采集及远程传输。日本，是自动控制相对比较发达的国家，他们的生产车间多数都早已实现温湿度自动采集及控制；伦敦，有大学的研究所，也在上个世纪就实现了远达50km的温湿度远程采集装置……

国内的温湿度自动采集装置起步于上个世纪八十年代，但多数都是在实验范围内实现了不同程度的温湿度采集于传输，真正普及并用到生活生产中，也是最近几十年的事情。目前市场上已经出现了很多温湿度监测装置，价格从几百块到几万块不等，外观及附带功能也都各不相同。

综合分析可知，市场上出现的温湿度监测装置有以下几个共同特点：

采用微处理技术，响应速度快，稳定性良好。

检测到的数据可远程查看。

数据传输支持串口、以太网等。

体积小、方便携带与安装。

其他还有精度、数据存储、附加功能可裁剪之类的要求，总体来看，现在的温湿度采集装置都是大同小异。

有了解一些专业做温湿度监测设备的公司，他们会同步提供相关的系统服务，比如某冷链全流程温湿度监测系统设计，他们销售温湿度采集装置的同时就有很多有利的服务内容，他们提供的产品目录为：

温湿度监测仪器

上位机操作软件

服务端操作软件及后台管理

远程数据查看

在提供监测装置的同时提供了软件服务，方便用户的使用。伴随着物联网的大潮，网络及软件服务确实是硬件销售的一大亮点。

（二）研究成果

目前市场上出现的温湿度监测装置的核心芯片多为Cortex-M及ARM7。对比传统的单片机，比如AT89C51，由于51单片机运行速度过慢，所以核心芯片暂不考虑单片机，对Cortex-M3及ARM7进行分析：

比较项目

Cortex-M3

ARM7

性能

1.25DMIPS/MHz

0.95 DMIPS/MHz

功耗

0.19mW/MHz

0.28 mW/MHz

低功耗模式

内置睡眠模式

无

单价

10元左右(淘宝价)

30元左右(淘宝价)

对比以上关键信息，大多数温湿度监测装置还是以STM32装置的核心芯片。

传感器方面，温度、湿度相关的传感器有很多，作为室内温湿度采集装置，DHT11是一款常用到的温湿度传感器，这款传感器的温度精度为[-2,+2]度，湿度精度为[-5%,+5%]RH，满足室内温湿度监测需求。

常见的数据传输方式有ZigBee、串口、以太网等等。ZigBee是一种短距离低速率低成本的无线传输技术；串口适合于单一管理且数据量不大的情况；以太网适合于多线程并发，多用于远程实时监控。现在多数温湿度采集装置都是连同温湿度采集系统一同出现，所以远程数据传输功能是必备的。

（三）设计概要

该温湿度采集装置采用STM32最小系统作为核心处理器，连接DHT11温湿度传感器，进行温湿度采集，同时通过以太网的方式实现远程传输。

温湿度监测装置工作流程为：温湿度传感器监测当前室内的温度及湿度情况；向STM32核心主板发送监测信号，STM32核心主板接收信号并通过以太网或串口的形式向上位机发送数据，同时判断温度或湿度是否达到预警值，如果达到预警值，直接控制LED灯闪烁；上位机软件存储收到的温湿度数据。

主要工作内容为STM32最小系统的软硬件开发、温湿度采集处理及上位机软件编写。

二、^范文提纲

1 温湿度监测装置的概要

1.1 装置实现的主要功能

1.2 装置的工作原理

1.3 总体设计简介

2 硬件设计

2.1 STM32最小系统

2.2 DHT11温湿度检测部分

2.3 LED报警灯控制

3 软件设计

3.1 主程序设计

3.1.1 主程序流程图

3.1.2 温湿度采集及处理

3.2 上位机软件设计及图形化界面

三、参考文献

[1] 唐威, 顾福元, 孟赫,等. 基于MSP430单片机的室内温湿度监测系统设计[J]. 电子制作, 2015(11z):12-13.

[2] 段文秀. 基于RS-485和RS-232的室内实验土壤温湿度测试仪设计[J]. 实验室研究与探索, 2012, 31(8):10-12.

[3] 南志坚. 基于STM32的室内温湿度检测器设计[J]. 科学技术创新, 2014(7):21-21.

[4] 胡增康, 王露露, 刘朝欣. 室内温湿度监测系统设计[J]. 科技信息, 2011(20):94-94.

[5] 佚名. 基于ZigBee的箱式变电站设备与环境参数检测系统的设计与实现[D]. 辽宁大学, 2015.

[6] 林婧. 基于AT89S52的多路温度检测设备的设计[J]. 中国新技术新产品, 2011(15):153-153..

[7] 孟显. 基于无线传输技术的温度测量仪器的设计与实现[D]. 华北电力大学, 2015.

[8] 郭子健. 基于单片机的智能温湿度控制系统设计[J]. 黑龙江科学, 2014, 5(7):249-249.

[9] 王明霞, 杨秀菊, 罗刘敏. 基于单片机的无线室内环境检测仪设计[J]. 电脑知识与技术, 2018, v.14(11):275-276.

[10] 马永强, 霍振宇, 吴开兴,等. 图书馆环境温湿度检测仪设计[J]. 电子测量技术, 2009, 32(11):118-120.