基于51单片机的温湿度测量仪器设计开题报告

 2021-08-14 03:03:41

1. 研究目的与意义(文献综述)

在工业生产中,不仅要对生产设备中的温湿度进行准确的测量、更重要的是要对生产设备中的温湿度进行精确地控制。这是因为工业生产中的多数产品的生产,其生产工艺都要求温湿度参数稳定在一定的数值卜或按一定的规律变化。但在实际生产中由于各种原因(外部干扰)温湿度总要偏离给定值或不按要求的规律变化。这就需要采取一定的方法,使温湿度保持不变或按规定的程序变化,这就需要对温湿度进行人工或自动的调整,这种调整过程就叫温湿度控制。用作调整的仪器就叫温湿度控制仪器。  工业生产过程实现了温湿度参数的自动控制,不仅能提高劳动生产效率,稳定工业产品质量提高产量,而且对于改善劳动环境,防止生产过程中有毒气体、烟尘以及高温对人体的损坏、对于减轻工人的劳动强度都是十分有利的。此外,对于生产设备的安全有着极为重要的作用。实现温湿度调节还便于分析生产过程中各工艺环节所出现的各种问题,并加以适当处理。

国内的温湿度检测早期大多使用干湿度计、毛发湿度表、双金属式测量计或温湿度试纸等测量器材,再进行人工检测,对不达标的车间进行人工通风、加湿、降温等操作。这种温湿度的监控方案不但耗费了大量的人力、物力等资源,而且由于这些测量仪表的精度以及灵敏度有限,并不能实现对车间温湿度的精确测控,除此之外这些传统的温湿度测控仪器的可靠性有限,很容易发生仪器损坏的现象,一旦仪器损坏,那么测得的温湿度参数就无法作为参考或者错误地引导管理员,那么整个车间内的仪器设备的寿命都会加速老化,生产过程也会发生不可预计的后果。

随着科技的发展,采用电阻式温湿度传感器、采样器、模数转换器、报警器等组成的温湿度检测系统出现,它可对车间内的各个测温点进行巡回检测,检测速度、精度大大提高,降低了劳动强度,但由于电阻传感器的灵敏度低,致使检测精度、系统可靠性还不够理想。在随后的几十年里,温湿度检测系统有了很大的改善和提高,系统在布线上采用矩阵式布线技术,简化了数据采集部分的线路,在传感器方面应用了半导体、热电偶等器件在线路传输上采用了串行传输方式,从而减少了传输线根数。采用单片机进行数据处理,并采用各种手段提高数据传输及检测速度,通过软硬件技术的结合,检测精度和可靠性较前有很大提高。但温湿度传感器的线性度差,系统的检测精度仍不理想,无法大面积推广。

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2. 研究的基本内容与方案

本课题采用单片机技术和 wifi技术为基础,针对传统温湿度检测系统的不足,设计一种基于 51 单片机的温湿度检测系统。

系统总体设计思想:在各温湿度监测点处设置一个温湿度采集器,利用温湿度传感器检测各个监测点的温湿度情况,用单片机实现控制。通信方式方面,传统的温湿度检测系统往往采用有线通信方式,需要大量布线,这给系统的布设、 维护和更新升级等带来了诸多不便。随着无线通信技术以及网络技术的发展,使有线传输方式的系统能够得以改进,特别是生产规模较大、分布较广的场合,无线通信将具有更强的适应性。

目前常用的短距离无线通信技术主要包括了 ieee802.11(wifi)技术、蓝牙技术、红外技术、无线单片技术以及 zigbee 技术。其中ieee802.11是个系列标准,是无线局域网的国际标准,自发布之日起就得到了广泛的应用,迄今为止仍是应用热点。其通信距离可达几十米至一百米,传输速率高。单片机连接到internet上后,用户可以方便、快捷、低廉地通过网络进行远程控制、监测和信息传送。利用单片机接入internet网络必将会成为未来最热门的技术之一。因而,本次选用wifi技术来进行温湿度数据的无线传输。

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3. 研究计划与安排

第1周:熟悉课题,搜集整理相关资料,查阅文献;

第2周:查阅外文文献,并开始文献翻译;

第3周:学习单片机、检测技术基本知识;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 张毅刚 ,刘杰.单片机原理及应用(第三版),哈尔滨工业大学出版社,2008。

[2] 杨柳; 毛志怀; 蒋志杰; 任志军.基于无线传输的粮仓温湿度远程监测系统.农业工程学报,2012.

[3] 李光忠,基于单片机的温湿度检测系统的设计,山东大学硕士论文.2007

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