1. 研究目的与意义
工农业生产以及人们日常生活的很多情况下,都需要对环境温度、湿度等,进行检测和控制。例如在实际生活中,火灾报警装置能很好的完成对灾情的检测,以便采取相应的措施。传统意义上的温湿度采集方法,精度低,实时性差,数据采集受条件限制,在实际应用中并不方便,浪费人力财力物力且不宜推广。单片机技术在现代科技发展中占据至关重要的作用,特别是在仪器仪表、智能检测、工业化控制上有较好的应用。本课题拟以单片机(单片机类型自选,51系列、MSP430系列、STM系列等)为核心控制部件,DHT11温湿度传感器为检测部件,设计并实现一个小型温湿度控制系统。要求系统能对温湿度对象(将白炽灯置于密闭小空间内)进行加热(湿)和降温(除湿)控制。加热通过点亮密闭空间内的白炽灯实现,降温则通过循环风冷方式实现,温度控制精度为正负1~2度;加湿(除湿)则通过增加(减少)水蒸气实现,湿度则只要求定性观察。
2. 课题关键问题和重难点
1.利用温湿度传感器实时对温湿度值进行采集,设置合理采集点,采集点的传感器会实时采集温湿度值,利用传输模块传送到单片机上,经过设定好的单片机对数据分析处理,通过LCD显示当前值。
2.自制一个简易温湿度对象(将一个大功率白炽灯和温湿度传感器置于小密闭空间内),温度控制范围可人为设定,控制精度正负1~2度;湿度控制则只需定性观察,有增大(减小)的趋势即可。
设计过程中存在的难点:温湿度幅度非常有限,不易于我们进行采集和获取,会给收集者带来不小的麻烦。在密闭小环境下,实验易受到其他环境因素的干扰,在这种情况下,就会对实验温湿度的值产生影响。再者,因为设计能力的限制,人为设定精度控制在正负1~2度,在实验中很多不可控的因素会导致误差影响实验现象。
由温湿度传感器采集温湿度值,利用传输模块传送到单片机,经过数据分析处理由LCD显示温湿度,调节设定温湿度精度范围,利用温湿度调节系统进行控制。
3. 国内外研究现状(文献综述)
单片机是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),由控制器,存储器,输入输出设备等构成,相当于一个微型的计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比,它更强调自供应(不用外接硬件)和节约成本。它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但储存量小,输入输出接口简单,功能较低。现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PWM(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。[1]
针对MSP430单片机和51单片机,分别做了了解。MSP430系列单片机是一个16位的单片机,采用了精简指令集(RISC)结构,具有丰富的寻址方式(7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址)、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。MSP430 单片机之所以有超低的功耗,是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。[3]
AT89S51是低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。[6]
4. 研究方案
本次设计是利用单片机对室内温湿度进行控制,温度控制范围可人为设定,控制精度正负1~2度;湿度控制则只需定性观察,有增大(减小)的趋势。
方案一:
控制模块采用MPS430单片机作为控制核心;利用温湿度模块采集信号,将温湿度模块采集到的信号转换成电压信号传达到单片机内部,经过单片机处理将电压信号读入,单片机把电压信号处理之后通过显示模块显示。
5. 工作计划
第1 周接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;
第 2 周 阅读相关资料,理解课题目标、要求、相关内容,以及初步实施方案,写出相关开题报告一份;
第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的具体方案;
以上是毕业论文开题报告,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。