基于89C51单片机的温湿度测量系统研究开题报告

 2021-08-08 19:48:17

1. 研究目的与意义

随着经济和社会的不断发展,人们对生活品质的要求越来越高。温湿度就作为一显著的例子,在人类的日常生活中起到了重要作用。除了日常生活之外,工农业生产、气象、环保等领域对温湿度的测量也提出了更高的要求。

我们都知道地球上万物生存的能量全部源于太阳,生长作物需要通过阳光的能量和水分进行光合作用,从而生产出我们人类所需的淀粉、糖、蛋白质等有机化合物,而每种生长作物更是需要特定的温湿度来保证生长发育。再如,在环境恶劣的煤矿井下,环境检测系统中温度和湿度是两个重要的显示和分析指标,必须定期抽样检查室温环境温度和湿度,以便采取相应的措施,保证设备的正常运转和人员的安全。中国作为四大文明古国之一,出土的文物更是数不胜数,而这些文物之所以在地下保存完好至今正是得益于合适的温湿度,出土之后我们同样需要将这些文物保存在合适的温湿度条件下,这时候温湿度传感器的重要作用就凸显出来了。

如今,单片机的飞速发展更是使上述温湿度测量的构想成为现实。单片机作为计算机的一种,以集成度高、功能强、能耗低、体积小和可靠性高等优点得到广泛应用,温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义,它代表了一类自动控制的方法,其应用十分广泛。使用89C51型单片机设计温湿度检测控制系统,可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式,在湿度控制方面亦是如此。

2. 国内外研究现状分析

早在1593年,意大利物理学家伽利略就发明出了气体温度计,后来法国人布利奥在1659年制造出了水银温度计。1709年,荷兰人华伦海特利用酒精,在1714年又利用水银作为测量物质,制造了更精确的温度计,从而华氏温度计诞生。水银温度计和酒精温度计的相继问世在一定程度上刺激了传感器领域的研究。

早在我国汉代,《史记》中提到了一种天平装置,天平两边分别放有土和木炭。如果天气干燥,木炭轻,天平就往土那边倾斜,反之,天平就往木炭这边倾斜,这是对空气湿度的最早测量。而欧洲最早的湿度计出现于15世纪,一个意大利人发明了一种测量湿度的方法。这种方法和中国使用天平装置的原理相同,在天平一端放一团干燥的棉花,然后在另一端放上相同重量的砝码。当棉花吸收了空气中的水蒸气之后就会变沉,天平就会往棉花这边倾斜。根据棉花吸收水蒸气的多少,可以测定空气中的水蒸气含量。

早期由于技术的限制,我们如果想要测得温度和湿度两个重要参数,不得不同时使用温度传感器和湿度传感器。为了使之简化,经过研究人员的不懈努力,温湿度集一身的传感器诞生了。几年前,国外的温湿度传感器已经达到了巅峰水平,sensirion公司作为全球领先的传感器制造商,是业内第一家将温、湿度传感器集成到一起的厂商。早在很多年前就已经进入中国市场,并向中国厂商推广温湿度传感器。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容和预期成果:

该设计是基于89c51单片机的温湿度测量系统研究,采用单片机为中心处理器,采集传感器sht11的温度和湿度信息,并在液晶屏上显示并且实现超限报警功能。

研究进度及时间安排:

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4. 研究创新点

该系统以89c51单片机主控单元为核心,利用数字温湿度传感器采用sht11具有高度集成、传输可靠性高、测量精度可编程调节、测量精确度高、封装尺寸超小、功耗低、可靠性高等优势。可同时测量温度和湿度,节约空间,使电路更简洁。再加上显示等模块制作一个温湿度检测器,能完成多种环境中的温度、湿度测量,实现对周围环境温湿度的监测,监视器具有温湿度显示、超限报警功能。当温湿度传感器sht11采集环境中的温湿度值超过用户设定的上下限时,系统发生报警功能。

温度测量范围:0℃~60℃

测温精度:0.5℃

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