文档介绍：《智能仪器仪表设计基础》
课程设计报告
单位: 自动化学院
学生姓名:
专业: 测控技术与仪器
班级:
学号:
指导老师:
成绩:
设计时间: 年月
重庆邮电大学自动化学院制
题目要求
一、题目:温湿度智能仪表设计
二、给定任务及条件
针对某特定场合(如家禽饲养场、产品存储仓)在常压下对温度和湿度的要求,选用合适的测试方法设计温湿度一体化智能仪表,要求具有显示和报警功能,℃,%rh。
三、具体要求
(1)理解在某特定场合(如家禽饲养场、产品存储仓)下,在常压对温度和
度的同时测量的基本原理和方法,分析建立该智能仪表设计需要的参数范围。
(2)根据温度和湿度锅炉温度检测要求,设计一种开环智能测量仪表,并给出设计总体方案。
基于前面的总体方案,选择合适的传感器、信号处理电路、执行器,进行详细设计。
(可选)
用MATLAB的SIMULINK工具或M语言编程实现温湿度智能仪表。
四、具体设计过程,设计结果验证与分析
(1)对该测控系统的基本输入输出系统、测试系统、显示系统等环节能进行简单的设计和系统集成。
(2)说明所设计的温湿度一体化智能仪表工作原理和工作过程。
(3)利用MATLAB仿真平台,实现温湿度智能仪表设计(可选)。
(4)对设计结果进行必要的分析。
(5)按时完成设计报告。
摘要
本系统式基于STC89C52单片机为核心,集传感器、数据采集、处理、电机驱动、报警于一体的温度湿度控制系统,非常适合与仓库的温度湿度监控。DS18B20数字温度传感器灵敏度高,精度高,硬件电路非常简单,可以直接与单片机相连。HS1101湿度传感器测量范围大,灵敏度高。HS1100/HS1101电容传感器,在电路构成中等效为一个电容器件,其电容量随着所测空气的湿度的增大而增大。加上一个555定时器,可以产生频率随湿度变化的方波,通过单片机的计数器,可以实现频率的测量,进而可以计算出湿度值。单片机将采集的温度与湿度值用数码管显示,并控制电机与蜂鸣器实现报警于模拟排风。当温度过高或是湿度过高,就启动电机排风,蜂鸣器报警。
本系统成本低廉,性能可靠,精度较高,工作稳定,比较好的完成了题目的各项要求。
关键词:单片机, DS18B20 , HS1101 , 555定时器, 数码管,电机
参考文献
[1] 郭天祥,《51单片机C语言教程》,北京:电子工业出版社,2009
[2] 谭浩强等,《C程序设计》(第二版),北京:清华大学出版社,1999
[3] 胡向东,《传感技术》,重庆大学出版社,2006
[4] 张国雄,《测控电路第三版》,北京,***出版社,2007
[5] 钟富昭,《8051单片机典型模块设计与应用》,北京:人民邮电出版社,2007
引言
防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容。是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到存储物资的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行,首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作。但传统的方法是用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和温度试纸等工具,通过人工进行监测,对不符合温度与湿度的要求的库房进行通风、去湿、降温。这种方法费力;效率低,且误差大、随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的为温湿度测量仪。本系统尝试使用一种基于51单片机的价格低廉,但功能齐全,性能可靠的温湿度控制器。实现温湿度实时监测显示,超过阈值可以自动报警,处理控制仓库的温湿度,达到自动控制的目的。
工作原理
、对象分析
本系统主要是测量一般存储货物如药品等的仓库的温湿度。这要求系统具有稳定性、可靠性以及实时性。湿度过高,可能会影响出口货物的质量,造成货物质量变坏,从而造成经济损失。仓库一般要尽量干燥。而温度过高可能会引发火灾等灾害。根据对象我们设计出一个实现小型化,低成本,高性能的检测—报警—处理一体化装置。本系统需要解决的问题是如何检测出温度与湿度,并把检测的温度与湿度变化为单片机能够识别的信号,进行处理转换显示以及报警等。
、解决方案
图1是系统的总体框图。温度传感器选用DALASS公司的数字温度传感器DS18B20。可以与单片机直接相连。湿度传感器选用HS1101电容式湿度传感器,湿度的变化可以转化为频率的变化,湿度越高,频率越小,外加一个555定时器便可以将电容的变化转变为频率的变化,产生一定频率的方波,直接与单片机的定时器1相连,便可以测出方波的频率,进而便可以得到湿度值。用74HC573锁存器控制数码管显示出相应的温度湿度值。控制策略采用