室内湿度检测系统设计

谢家泰

中图分类号：TP29文献标识码：A

摘要：随着科学技术的发展，一个低成本和具有较高精度的湿度测量仪在室内湿度检测、科研实验研究等领域中具有十分重要的作用。本设计系统采用DHT11传感器，使用模拟电路，将湿度信号变为电压信号输出，传输给单片机进行分析、处理和显示。使其具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

关键词：湿度检测；单片机；DHT11；设计

随着社会的不断进步和人们生活质量的提高。湿度的测量与控制在生产和生活中具有越来越重要的意义。在工业中，如仓库的防潮，防霉，防腐是衡量该仓库质量的的重要指标，它直接影响了仓库内储存物资的保存状况。在生活中，湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对湿度的检测及控制就非常有必要了。据此，设计出一个可以时时对湿度检测的监测系统就有非常大的前景和市场价值，下面阐述其设计原理。

一、硬件系统设计

1、系统结构

该系统以STC89C52RC为控制核心，以DHT11传感器检测湿度，并将信号传送给单片机进行处理，处理后的信息显示在液晶显示器上呈现给用户，并且如果采集的信息超出用户设置范围，蜂鸣器将会给用户提出报警，以便及时采取相应措施。系统结构图如图1

图1系统结构图

2、键盘模块

键盘模块由3个按键组成。如图2连接。

图2键盘模块连接图

按键分别与单片机P10,P11P12相连，由此可实现湿度上下限设置，历史数据查询功能。

3、显示模块

该系统选用LCD1602做为显示设备，它属于工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）相较与其他的液晶显示器，LCD1602显示字母和数字比较方便，控制简单，成本较低，所以我们在此选用此显示设备。

4、报警模块

本设计采用峰鸣音报警电路。压电式蜂鸣器是一种电声转换器件。将压电材料粘贴在金属片上，当压电材料和金属片两端施加上一个电压后，因为压电效应，蜂鸣片就会产生机械变形而发出声响。压电式蜂鸣器具有体积小、灵敏度高、耗电省、可靠性好，造价低廉的特点和良好的频率特性。因此它广泛应用于各种电器产品的报警、发声用途。

5、信号分析

STC89C52系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。

二、控制模块软件设计

本设计的系统主流程图如图3所示。

三、结论

本设计综合利用单片机技术、传感器技术、数字电子技术和LCD显示等科学知识，完成了单片机控制的湿度和显示装置的设计。本设计具有如下特点。

（1）把传感器技术应用到单片机控制系统中，实现了对环境湿度的数据采集和读取。

（2）利用LCD液晶的显示技术完成了环境湿度及显示电路的设计。

（3）外接了蜂鸣器报警模块，在超过设定湿度上下限时自动报警。

（4）在本设计的基础上皆有继电器模块，可以外接调湿电器，把功能扩展延伸为实现对环境湿度的控制。

（5）整个系统软硬件搭配合理，设计、开发、维护方便，性价比高。

由于单片机经济实用、开发简便，因而在工业控制、农业自动化、家电智能化等领域占据了广泛的市场。本文介绍的系统设计有一定的实用性，但该系统在设计过程中仍有很多漏洞。还需要在智能化方面加以改进。特别是在节省功耗，提高稳定度等方面。不过，该产品有很好的可扩性能，比如，该设备的测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机的串行口和RS-485总线通信协议将采集的数据传送到主控机，以进行进一步的存档、处理。主控机负责控制指令的发送，以控制各个从机的湿度采集，收集测量数据，并对测量结果(包括历史数据)进行整理、显示和存储。主控机与从机之间也能够相互联系、相互协调，从而达到系统整体统一、和谐的效果。

图3系统流程图

参考文献：

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[2]邱关源.电路分析第五版[M]。北京：高等教育出版社，2006.5

[3]胡向东.牛京城.余成波等.传感器与检测技术[M]。北京：机械工业出版社，2009.1

[4]朱晓华.微机原理与接口技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2008.5