基于单片机的温湿度检测系统的设计

谢丽君

摘要：基于单片机的温湿度检测系统具有广泛的应用前景，本文基于SHT10单片数字温度传感器、STC89C52单片机设计一种用于仓库温湿度检测的系统，优化电路设计、进行基本的软件设计，仿真训练显示系统运行良好。该系统可用于仓储温湿度检测，若需要满足自动化、智能化需求，还需进行改良，选择合适的单片机，增加智能报警、温湿度控制系统。

关键词：单片机 温湿度 检测系统

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0148-01

温湿度是重要的环境指标，温湿度监测被广泛用于仓储保管、空气质量监测、气象预报、智能家居控制等领域。近年来，智能技术飞速发展，温湿度监测系统也越来越追求自动化、智能化。本次研究基于单片机设计温湿度检测系统，以供借鉴。

1 方案设计

1.1 模块选择

本次研究方案是为了满足仓储环境温湿度监控需求，温湿度传感器大小、监测灵敏度等都需要符合基本需求，本次研究采用SHT10单片数字温度传感器，可靠性强，其主要由一个聚合体电容式湿敏元件、1个能隙式材料温敏元件、1个数字接口以及内痔14位A/D 转化区构成，灵敏度高、低功耗、反应快、抗干扰，适应温度-40℃～123.8℃，量程0%RH～100%RH，温度精度25℃±0.5℃，精度范围±4.5%RH，适用于各个环境下的仓储环境温湿度监控。中央控制模块，采用单片机，即微，其数量可能比人类还要多，本次研究采用STC89C52单片机，可编程、功耗低、性能高，其主要功能以及元件包括32位I/0口线、定时器、8k字节闪存和512字节的随机存储、可支持省电模式、4个外部中断等，工作电压5.5V～3.3V，也可选择3V单片机，工作频率48MHz。

1.2 需求分析

仓储温湿度的检测以及控制，需完全替代人工检测，具体功能模块需包括：①温度、湿度采集模块，能够采集温湿度指标，进行A/D转换，转化后的数据信号发送给中央控制模块；②中央控制模块，接收传输的数据，将数据与阈值进行比较，根据阈值决定是否需要发送报警信号，若需要发送，则经报警模块发送相应的指令。若需要自动调节，则需要为适度控制系统，进行温湿度调节。

1.3 设计方案

电路设计相对简单，为保障稳定的供电，SHT10温湿度传感器采用220vAC变压后12V交流输入，采用普通的桥式整流电路将低压整流为脉动、谐波成为的直流电，经滤波电容将交流成分滤掉变成直流电，为提高稳定性，采用三端稳压管LN7805实现稳压，稳压后的电源再向传感器、单片机等供电。单片机STC89C52有4个双向8位并行I/0端口，内部有设计成熟的最小系统电路，采用脚本引入即可。STC89C52单片机采用RESET引角为未付段，当该引脚输出连续2个医师的单片机时钟周期高电平时，单片机会复位。温湿度采集模块采用SHTO温湿度传感器，两线制串行通信接口设计，在DATA线上添加1个KΩ上拉电阻将信号拉到高电平，再与单片机端口相连，SHT10传感器经内置A/D转换模块，直接采集模拟信号转化为数字信号传入到单片机中。当系统监测到温湿度异常，经报警器发送警报消息，本次研究采用TC35i芯片接收发送消息，其支持AT指令，采用DXDO引脚、TXD0引脚、IGT引脚，可与STC89C52单片机直接串口连接。

软件设计是单片机温湿度检测系统设计的关键，采用C语言作为编程语言。主程序流程：①初始化；②读取温度；③是否超过阈值，若为否继续读取温度，再次问询是否超过阈值；④若为是，则发送报警信息。温湿度采集通过调用SHT10实现，步骤为开始→启动传输→输出测量温湿度命令？，否则复位再次进入启动传输前命令，若为是则等待读取数值右键读取温湿度高字节→读取温湿度低字节→结束。

2 仿真测试

采用Proteus软件对设计进行仿真训练。假设温度为15～30℃，湿度在30%～50%，设置禁止外部中断并启动外部事件计数器，每隔一段时间便采用温度脉冲数据统计数据，间隔时间采用软件延时方法实现，若温湿度超过测量的范围，便会出现中断。仿真训练显示，将温度控制在20℃左右，测试温度采集模块，运转正常，温度显示正常，温度调节到32℃，不久传感器LED-Green二极管发亮，提示温度传感器已向单片机传递数据。

3 结语

基于单片机的温湿度检测系统本身设计并不复杂，特别适用于普通环境下的温湿度传感器、单片机已较成熟，可供选择的引脚、接口多样化，这些元件标准化水平明显提高。但温湿度检测已经不仅仅需要在普通环境下应用，还被广泛应用其它领域，同时随着智能化水平的提高，人们开始要求将温湿度检测系统与报警系统、自动温湿度控制系统、数据分析等融合，特殊场合如科研对温湿度检测灵敏度要求更高，这时可供选择的传感器、单片机非常少，这就要求设计者们熟悉元件的性能，合理的进行电路设计，做好计算机编程，减少运算量。

参考文献

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