多点温度、湿度检测系统的设计传感器作业

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1、多点温度、湿度检测系统的设计摘要本课题设计的是多点温度、湿度检测系统，可用于多种需要采集温湿度数据的场合。其设计亮点之一是显示结果数字化，与传统温、湿度测量计比较，测量结果清晰明了，不需人为的观察刻度值来计算温、湿度值，减少了人为误差。另一点是对温、湿度多点的测量，可以在一定的空间中放置多个温、湿度测量系统，进行多点温、湿度检测，即节省了资源又增大了测量范围。本设计主要是以AVR系列的ATmega128做主控芯片，同时配合温度传感器18B20和湿度传感器DHT11，以及相关电路组成的检测系统，此系统可采集环境中的温度和湿度信号，采集的信号通过单片机进行处理，最后通过数码管显示测

2、量结果。本设计选用的温、湿度传感器为数字传感器18B20、DHT11，其与模拟传感器相比具有如下优点：精度、分辨率更高，抗干扰性能更强，稳定性更高，便于处理和存储，易于实现多路检测，减小读数误差，能把被测（模拟）量直接转换成数字量输出。关键词：ATmega128；18B20；DHT11；单总线协议；74HC5950引言随着电子科技的迅速发展，对仓库、工厂、博物馆等等地方温湿度监测系统的要求不断增高。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，它直接影响到储备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

3、测工作，但通常人们所使用的温湿度检测系统通常是精度为1℃或是0.1℃21的水银、煤油或酒精温度计、湿度表、湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这些温湿度检测的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且它们的比热容还比较大，达到热平衡所需时间长，使用不方便，所以传统方法费时费力、效率低、误差大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便最好是数字化显示的温湿度测量仪。有些地方，如博物馆，一些文物必须保存在适合的温度湿度范围内，以免文物长时间接触空气中的水分而造成文物损坏，而文物保存在适合的温度湿度范围内，其代价又太大，有时

4、难以承受。所以，无论如何，都有必要实时监控空气中的温度湿度，必然需要一种价格低廉，使用方便的测量仪器来监控温度和湿度。本设计从以上陈述的问题出发，设计实现了多点温度、湿度实时监测系统，主要是以AVR系列的ATmega128做主控芯片，同时配合温度传感器18B20和湿度传感器DHT11，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接受所测环境的温度和湿度信号，得到的测量信号经电路转换为电信号，然后通过单片机进行数据处理，最后通过数码管显示测量结果，检测人员可以通过数码管所显示数据，实时检测环境的温度和湿度情况。多点温湿度检测系统的设计主要是区别于单点而言，对环境的多个点进行测试可以更好

5、的掌握工作环境并实现实时检测，在设计中我实现了两个点的检测，每个点的温度或湿度检测是通过开关控制的，按下相应的开关就实现对应点温度或湿度的检测。1温度、湿度检测技术的意义与发展历程1.1意义温度、湿度检测在人们现实生活生产中应用广泛，在发电厂、纺织、食品、医药、仓库、农业大棚等众多的应用场所对温度、湿度参量的要求都非常严格，因此能否有效对这些领域的温、湿度数据进行实时检测和控制是一个必须解决的问题。1.2发展历程最早的也是最简单的实现对温度、湿度的检测是采用人工的方式，这种方式不仅效率低，劳动时间长，而且会由于抽样的不具代表性使得检测结果失去其原有的意义。该方式还有一个弊端——

6、其应用场所有很大的局限性，工作人员不可能直接测量地下电缆的表面温度，去提取存有炸药、鞭炮等危险品仓库温湿度数据的工作人员还要承担一定的风险。后来随着电子技术的出现与进步，科研人员开始采用温度与湿度传感器代替原始的温度计与湿度计，开发了以单片机为核心的检测系统，并以接口芯片将结果显示在LED数码显示管上，单片机可直接控制打印监测数据。这种方式在很大程度上提高了工作效率，并扩展了应用范围。但其中所采用的温度、湿度传感器直接输出为模拟电压信号，该信号在传输过程中易损耗，影响系统精度，且传输距离较近，需要经过A/D21转换芯片才能被单片机接收。每个测试点都需要各自独立的信号线，为了实现

7、多点监测不仅需要成百上千条信号线，还需要多路模拟转换开关电路轮流对多个测试点进行连续监测，从而增加了整个系统的环节，使其难于维护，价格昂贵。近年来，伴随微处理器芯片和网络通信技术的发展，为了简化系统设计并降低成本，各公司及科研机构开始致力于相关领域的探索，使得温湿度数据检测数字化、网络化的实现成为可能。其中美国达拉斯半导体公司推出了1-Wire（单总线）接口协议，单总线技术与其它总线不同，它采用单根信号线，既可传输时钟，又能传输数据，而且数据传输是双向的，因此单总线技术具有线路简单，硬件开销