基于单片机温湿度远程监控系统-设计说明书
编号：
HJJ-32-2021-008-LW
设计摘要：
本设计是基于单片机来实现对粮仓温湿度远程的监控，主要是以温湿度为研究对象。本设计采用了以Zigbee为无线通讯方式的主从机模式，系统核心控制器采用STM32单片机、检测数值采用DHT11温湿度传感器、传输数据采用ZigBee、显示屏采用LCD1602、GSM模块远程控制、蜂鸣器发出警报、开关电源控制使用继电器。其中温湿度传感器的作用是将检测到的数值传送给单片机，再由单片机所测的数值与预设值进行比较，如果所得数值超过预设值，则蜂鸣器发出警报。然后ZigBee会将数据远程传输到用户并且通过GSM发送短信告知用户这一情况。系统获得数据后会与预设值比较并为温湿度调节的继电器提供控制信号,实现远程控制，从而使粮仓内温湿度保持在一定的范围内。在这过程中，温度预设值是由用户通过按键模块来设定的，也被称为系统阈值。
关键词：单片机；温湿度传感器；LCD液晶；Zigbee
字数：9000+
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内容预览：
目 录
摘 要
Abstract
1 引 言
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题的主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 系统设计方案对比选择
2.2.1 微控制器的方案对比选择
2.3.2 LCD液晶显示模块的方案对比选择
2.3.3 通信方案对比选择
3 系统电路设计
3.1 MCU微控制器电路
3.2 温湿度传感器
3.3 LCD1602显示电路
3.4 继电器电路
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 监测函数
4.5 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 实物总体设计
5.2 设置温湿度实物测试
5.3 报警实物测试
设计总结
参考文献
致 谢
附 录
附录1：原理图
附录2：PCB图
1 引 言
1.1 研究背景与意义
温湿度是在人们日常生活中有着密切相关的标量，也是在生产制造、生活、科学研究中必须精确测量和控制的标量。精确测量和控制温湿度是极其重要的，主要原因是在人们的日常生活、工作和生产制造中，温湿度的转变是重要的影响因素之一。近些年，随着社会的发展，资源节约型设备农业技术兴起，例如智能化粮库控制系统。根据电子计算机综合性控制，调整自然环境中的温度、湿度等来促使谷物能正常的储存，进而做到提高粮食生产、达到提升经济收益的目的。科学研究表明，谷物的储藏环境应该维持在低温、干躁、自然通风的环境下。谷物在储存过程中，通过温湿度检测传感器来检测当前粮仓的温湿度，并且可以实时的显示在液晶屏上，再利用ZigBee可将数据信息远程传送给用户，当仓库的温湿度不在预设的阈值内时，通过安装的蜂鸣器进行报警提醒，并通过制冷或者除湿，来进行异常处理，使得温湿度维持在设定的范围内。另外，通过GSM模块将异常信息发送到用户的手机上，这样一来，用户就能通过手机实时掌握粮仓的状况。通过本设计，可以使原本需要人看守的粮仓实现智能化、人性化、无人化，具有一定得可研究性。
1.2 国内外研究现状
当代信息科技的三大基本技术是传感器技术、通讯技术和电子信息技术。传感器慢慢变成信息科技行业中十分关键的器件，温湿度传感器早已被运用于许多行业中，如农业行业、科研行业及其生活行业等，被运用的总数早已处于所有传感器第一的位置。温湿度传感器从造成到现在经历了下列好多个环节:(1)传统式的、分立式温湿度传感器;(2)仿真模拟的、集成化的温湿度传感器;(3)全智能温湿度传感器。伴随着科技的发展，电子计算机数据收集控制系统也愈来愈多，现阶段，其多因子综合性控制系统正处在开发设计和研发环节。因为温湿度测控技术在全球范畴内都发展迅速，一些国家早已不仅达到控制的自动化技术，也是朝着全自动化技术、智能化的方位逐渐发展。近些年在有关智能化控制方式的难题上，海外权威专家也是有许多科学研究,在温室大棚自然环境控制系统中，也是成功的运用了比如数据管理系统、模糊控制、神经元网络等专业性技术。
在我国，因为发展比较晚，因此，温湿度的测控技术处在落后的水准,在二十世纪八十年代才逐渐开始有起色。资本主义国家因为早已有着很多温湿度控制技术的研究，因此 我国的一大批科研人员正去学习一些其他国家的领先技术，这样就可以大大缩短我国的研发周期。在向外国学习的过程中，温湿度室内微型机控制技术也被我过得科研人员所把握，可是此项技术只有在温湿度单项工程自然环境因素的控制中应用。针对温湿度自动控制系统的运用中，科研人员也已经从简易的单因素运用环节迈进综合性运用环节。在技术性层面上，单片机设计能够愈来愈多地控制单主要参数及其单控制回路系统，针对多主要参数的综合性的控制系统，就与一些有着对温湿度很长研究的发达国家有非常大的差距。在中国，温湿度检验和控制还没有得到广泛的应用，在具体生产制造中也有很多的问题，比如较差的硬件配套设施、较低的产业发展水平，落后的的环境控制水平，不兼容的硬软件資源，差的稳定性等。因而，处理此现况的至关重要的问题是完成粮库温湿度检验由人力检测转变成可控制的远程监控，创新点取决于用无线通讯模块GSM发送信息告知用户粮仓的具体情况以及通过远距离自组网模块zigbee将各点数据融合发送一个点，进行显示，这样一来，更加的智能化、人性化、简单化。
1.3 课题的主要内容
基于单片机实现对粮仓温湿度远程的控制关键设计方案如下：
1）根据查找各类的论文和参考文献，掌握温湿度控制的相关技术，并得出一些结论。
2）通过温湿度传感器实时监测粮仓的温湿度，并能通过单片机控制制冷或除湿，使得粮仓得温湿度稳定在设置的范围内。
3）通过zigbee将温湿度数据远程传输到上位机进行显示，并可实现自动报警。
4）通过GSM模块，将温湿度值及异常状态远程发送到用户手机上，进行远程监控。
