基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计

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基于单片机的粮库温湿度智能监控系统设计

2.1 系统硬件电路设计

2.1.1 温湿度检测模块

(1)传感器的选择

随着科技的迅速发展,传感器方面的技术的发达,温、湿度传感器也从曾经的传统模拟式的传感器发展到了现在的数字式的、将温度检测和湿度检测合为一体的传感器。在现在有的较先进的传感器就我所知道的就有 DHT11数字式温湿度传感器和 SHT1 X系列的数字式温湿度传感器,它们的性价比高、应用方面也特别的广,在此我考虑到本设计对传感器的功能要求以及设计仿真的难易程度,我选择了数字式的温湿度传感器SHT11,此传感器集成度高,也满足本设计的全部要求,它除了是以数字式的形式输出信号外,还具有免外围电路等特点。

本系统采用数字式温湿度传感器SHT11作为测量的元件。 (2)传感器SHT11简介 1)SHT11的引脚功能 引脚图如图2.2所示。

图2.2 SHT11引脚图

各引脚的功能如下: GND--接地; DATA--数据线; SCK—时钟线; VDD—电源线; NC—未连接。 2)SHT11的工作原理

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对于SHT11这个传感器,它是一总集成度很高的传感器,在信号的检测方面,它的内部包含了温度和湿度的检测,温度的检测是靠内部的温敏元件,湿度的检测是靠内部的湿敏元件;而且这个传感器会对本体检测到的温度和湿度进行一系列的处理,其过程是首先将两个敏感元件所检测到的以电信号形式存在的温度和湿度进行放大处理,放大处理是靠内部的放大器来完成的,放大后的以电信号存在的温度和湿度经过内部的A/D转换器转换成数字式的温度和湿度,最后再以二线串行的方式输出数字式的温度、湿度值。

在本系统中,AT89C52单片机对数字式传感器SHT11的控制是通过表2.1所示的代码实现的。

表2.1 SHT11控制命令代码

命令代码 00011 00101 00110 00111 11110 其他

含义 测量温度 测量湿度 写内部状态寄存器 读内部状态寄存器 复位命令 保留

3)温度和湿度值的计算 湿度线性补偿和温度补偿 数字式温湿度传感器

在检测后对温湿度的输出过程中,是通过引脚

脚直接输出的数字量的湿度值,但这个值并不是粮库中准确的湿度值,我

们称这个湿度值为“相对湿度”,为了得到更为准确的湿度值,需要通过式2.1进行修正,也称其为湿度值的补偿,公示如下式2.1:

(2.1)

式中:确;

_相对湿度测量值; _线性补偿系数; _线性补偿系数;

_经过补偿后的湿度值,这个值就作为粮库中的湿度值,较为准

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_线性补偿系数;

式2.1中的一些取值的情况如表2.2所示。

在检测过程中,环境中的温度对湿度的影响是非常的明显的,并且在实际测量时,环境中的温度和测试时所参考的温度25摄氏度是有所不同的,故而需要对线性补偿后的湿度值再进行温度的补偿,补偿公式如下:

(2.2)

式中:

_经过线性补偿和温度补偿这两种补偿后的湿度值;

T_测试湿度值时的温度(单位是℃);

_温度补偿系数; _温度补偿系数;

式2.2中的一些取值的情况如表2.3所列。

表2.2 湿度线性补偿系数

12位 8位

0.0405 0.648

表2.3 湿度值温度补偿系数

12位 8位

0.01 0.01

0.00008 0.00128

SHT11传感器的检测部分的电路图如图2.3所示:

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图2.3 SHT11检测部分电路图

2.1.2 单片机控制模块

(1)AT89C52性能参数

单片机AT89C52的引脚图如图2.4所示:

图2.4 AT89C52引脚图

其引脚功能简介:

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