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温、湿度环境监测系统设计[摘要]温湿度是一种最基本的环境参数，温湿度的测量方法和装置对现在的生活、生产具有重要的意义。
此温湿度测量系统是基于单线式温度传感器DS18B20、电容式湿度传感器、单片机STC89C52 对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602经行显示。
温度传感器DS18B20是单线式，体积超小，硬件开消超低，抗干扰能力强，精度高，附加功能强的理想单片机温度传感器，可实时根据指令给出温度数据，可读性高。
其结构简单、经济实用、清洗效果好,具有很高的实用价值。
本系统具有可读性高，稳定性高，反应速度快，测量值准确的特点。
关键词：单片机，温温度，DS18B20，传感器，液晶显示器Temperature, humidity environment monitoringsystem design[Abstract]Temperature and humidity is one of the most basic environmental parameters. Temperature and humidity measurement methods and devices has the vital significance on present life. The temperature and humidity measurement system is based on singleline type temperature sensor DS18B20, capacitive moisture sensorSCM STC89C52 for temperature humidity measurement and respectively by LCD display. The line 1602 Temperature sensor DS18B20 is singleline type, volume super-small, hardware KaiXiao ultra-low, strong anti-jamming capability, high precision, additional features strong ideal single-chip microcomputer temperature sensor, real-time temperature data, depending on the directive given readable.This system has a readable, high stability, reaction speed, measured values exact characteristic.Keyword：microcontroller,temperature and humidity,DS18B20, sensor,LCD目录第一章引言 (1)第二章设计方案 (2)2.1计算机、电子技术发展概述 (2)2.2系统主要单元的选择与论证 (3)2.2.1单片机控制模块的选择论证 (3)2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证 (3)2.2.3显示模块的选择与论证 (4)2.3主要器件选取与系统方框图 (4)2.3.1 温度传感器的选取 (4)2.3.2 湿度传感器的选取 (6)2.3.3总体方案设计 (6)第三章设计原理 (8)3.1DS18B20简介 (8)3.1.1 概述 (8)3.2.2 详细说明 (10)3.2HS1101简介 (18)3.2.1 概述 (18)3.2.2 HS1101工作原理 (19)第四章系统设计 (21)4.1系统组成 (21)4.1.1 温度测量传感部分 (21)4.1.2 湿度测量传感部分 (22)4.1.3 控制部分 (22)4.1.4 蜂鸣器电路原理 (22)4.1.5 显示部分 (22)4.1.6 电源部分 (22)4.2软件流程图 (23)4.3系统总的程序设计 (25)4.3.1 读取温度数据子程序的设计 (26)4.3.2 数据比较程序的设计 (26)4.3.3 数据设置程序的设计 (26)4.4软件仿真 (28)4.5硬件调试 (28)4.6电路测试 (29)第五章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录 (33)附1系统设计的原理图 (33)附2源代码 (34)附3DS18B20特性 (46)附4HS1101特性 (48)第一章引言现代电子技术日新月异，各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域，它不但可以提高劳动生产率，而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。
仓库温湿度监测系统设计本科毕业论文研究课题：仓库温湿度监测系统设计研究方案：一、引言：仓储行业对于温湿度的监测十分重要，对于一些特定的货物，如食品、药品等，温湿度的变化都会对其质量产生重要影响。
设计一套仓库温湿度监测系统，可以实时地监测温湿度数据，并进行分析与提取，对于提高仓储物品的质量和管理效率具有重要意义。
本文旨在探讨仓库温湿度监测系统设计的关键技术及实施情况，并为解决实际问题提供参考。
二、研究目标：1. 设计一个集温湿度采集、传输与分析为一体的仓库温湿度监测系统。
2. 通过采集的温湿度数据，结合已有研究成果，提出新的观点和方法，并对数据进行分析得出结论。
3. 探索更准确、稳定的温湿度监测技术，并建立相应的模型和算法。
三、方案实施情况：1. 硬件设计：a. 选择合适的传感器，可通过数字接口与主控板连接，并能准确地测量仓库内的温湿度。
b. 设计合适的电源供应系统，保证传感器和主控板的正常工作。
c. 开发合适的数据存储与传输模块，实现温湿度数据的存储与传输。
2. 软件设计：a. 完成主控板的固件开发，实现温湿度数据的采集、处理与传输。
b. 开发后台数据库和管理系统，实现温湿度数据的存储、管理与分析。
c. 设计用户界面与工具，方便用户实时地查看仓库温湿度数据，并进行数据分析与决策。
3. 实验环境与调试：a. 确定实验环境，建立标准的温湿度模拟环境。
b. 进行传感器的校准与测试，确保测量准确性。
c. 进行实验数据的采集与传输测试，验证系统的稳定性与可靠性。
四、数据采集与分析：1. 根据实验与调试所得的数据，使用合适的数据采集工具进行记录。
2. 对采集到的温湿度数据进行整理与分析，采用统计学方法和图表可视化工具，得出数据的基本特征与规律。
五、结论：通过本次实验与调研，我们成功地设计出了一套仓库温湿度监测系统，能够实时地采集、传输和分析仓库内的温湿度数据。
在已有研究成果的基础上，我们提出了一些新的观点和方法，并对数据进行了深入分析。
宁夏理工学院毕业设计摘要粮食储藏是国家为防备战争、荒灾以及其他突发性事件而采取的有效措施。
粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。
影响粮食安全储藏主要参数是粮食的湿度和温度，这两者之间是互相关联的。
人们通常使用温度计、湿度计来测量粮库的温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温等方法来控制粮库的温度、湿度，这种方法不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
同时温度与相对湿度的大幅度变化可能导致种子大范围腐烂或者影响种子的发芽率，从而带来极大地经济及财产损失。
因此，保证适宜的粮库温度、湿度对保证农产品种子存储质量十分重要。
本设计分为上下两层结构，下位机系统以ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为温、湿度监控核心部件，采用DS18B20温度传感器，它是数字温度传感器，能够直接读取被测物的温度值；选取HS1101作为湿度传感器，通过将该湿敏电容置于555定时器与电阻组成的电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，并采用RS485与上位机进行通信；一旦温度或湿度值超过设定阈值，即可实现报警。
上位机系统仍以单片机为核心，扩展数据存储器，在键盘模块里可以更改阈值，LCD显示模块显示从下位单片机传来的温度、湿度值。
从而实现一种小型粮库的温湿度智能监控。
实验表明该系统具有转换速度快、精度高、控制能力强等特点。
目前实现粮库温湿度的智能控制需要一种稳定性高、成本低的温湿度智能控制系统，其采用上、下位机控制结构，实现全方位智能化的粮库监控。
单片机在这种系统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场温湿度进行实时的测量和控制。
单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。
关键词单片机；小型粮库；温度；湿度I。
学科分类号080603涉外经济学院本科学生毕业论文（设计）题目（中文）：仓库温湿度的监测系统设计（英文）：Warehouse temperature and humiditymonitoring system design毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录第一章绪论- 1 -1. 1 选题背景- 1 -1.2设计过程与工艺要求- 1 -第二章方案的比较和论证- 2 -2. 1温度传感器的选择- 2 -2. 2 湿度传感器的选择- 3 -2. 3 信号采集通道的选择- 4 -第三章系统总体设计- 5 -3．1 信号采集- 6 -3．1．1 温度传感器- 6 -3. 1. 2 湿度传感器- 10 -3．1．3 多路开关- 12 -3．2 信号分析与处理- 13 -3．2．1 A/D转换- 13 -3. 2. 2单片机8031- 17 -3. 2. 2. 1 8031的片结构- 17 -3. 2. 2. 2 8031的引脚图- 18 -3. 2. 2. 3 8031程序存储器- 20 -3. 2. 2. 4 8031数据存储器- 21 -3. 2. 2. 5 特殊功能寄存器SFR- 21 -3. 2. 2. 6 工作方式- 22 -3. 2. 3存储器的设计- 23 -3. 2. 4数据存储器的掉电保护- 25 -3. 2. 5系统时钟的设计- 26 -3. 3 显示与报警的设计- 26 -3. 3. 1 显示电路- 26 -3. 3. 2 报警电路- 27 -第四章软件设计- 28 -参考文献- 35 -第一章绪论1. 1 选题背景防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要容，是衡量仓库管理质量的重要指标。
哈尔滨工程大学本科生毕业论文第1章绪论1.1课题研究背景和意义湿度，表示大气干燥程度的物理量。
在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。
空气的干湿程度叫做“湿度”。
在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。
湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。
绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米，绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度；相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高[1]。
温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。
并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测及控制就非常有必要了。
温度、湿度是工业农业生产不可缺少的因素，但传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和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。
这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。
含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据存储，运算逻辑判断及自动化的功能，有着智能作用。
随着生产的发展，一个低成本和具有较高精度的温度湿度测量仪在许多领域会代替人工操作，自动控制各种仪器调整环境温度湿度。
目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量，而且温湿度信息传递不及时，精度达不到要求，不利于控制者根据温度、湿度变化及时做出决定，为此，本设计开发了一种能够同时测量多点，并实时性高、1哈尔滨工程大学本科生毕业论文精度高，能够综合处理多点温湿度信息，并能进行温湿度控制的测控产品。
总之，环境温湿度的检测与调节仪器的设计和开发具有非常大的市场前景和实用价值。
课程设计粮仓温湿度监测系统系别机电工程系专业名称机电一体化技术班级学号121101004 学生姓名柴彪礼指导教师朱良学2014年6月25日粮仓温湿度监测系统摘要随着单片机技术的飞速发展，单片机在各个领域得到了广泛的应用。
粮食是人类生存的必需品，温度是保存好粮食的先决条件,储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。
粮库一般较大，测量点会很多.粮仓温湿度测量方法以及相应的智能控制一直是粮食保存的一个重要问题.本系统是以AT89C52单片机、DS18B20数值温度传感器和HS1100湿度传感器为核心组成的粮仓温湿度控制系统。
该系统利用AT89C52单片机采集了各个点的温度、湿度,实现温湿度显示、报警等功能。
它以AT89C52单片机为主控制芯片，采用数字温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1100实现多路温度的检测，利用LCD1602液晶显示器形象直观的显示测出的温湿度值。
本文在确定法设计方案基础上,着重论述了系统的软硬件设计，并且描述了系统电路设计、硬件设计框图及所使用各种芯片功能和特性。
通过PROTEUS软件和KEIL C仿真出了该系统.关键词:单片机,DS18B20，HS1100,液晶显示，报警目录1 绪论 (1)1.1背景 (1)1.2设计的目的和意义 (1)1。
3相关领域国内外设计方法 (2)2系统方案设计 (7)2.1方案设计 (7)2。
2方案论证 (7)3系统硬件的设计 (9)3。
1系统工作原理综述 (9)3.2AT89C52的介绍 (9)3。
2.1 AT89C52芯片的简介 (9)3.2.2 AT89C52主要功能特性 (10)3.3DS18B20简介 (11)3.3。
1 DS18B20的性能特点 (11)3.3.2 DS18B20的内部结构 (11)3.3.3 DS18B20的温度值格式 (13)3.3.4DS18B20单总线(1—Wire）的基本原理 (14)3.3.5 DS18B20与单片机接口电路 (16)3.4HS1100简介及测湿度原理图 (18)3.4。
1. 引言1.1 温室控制系统设计背景中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚内的温度和湿度参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。
因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度，使大棚内形成有利于蔬菜，水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节[1]。
影响作物生长发育的环境条件主要包括:温度、湿度、光照、CO2浓度、土壤等。
所有这些环境条件之间是相互作用、相互联系、相互耦合的，某个控制变量发生改变，会影响其它控制变量的变化。
作物的生长发育是所有这些环境条件综合作用的结果。
温度和湿度一直是人类关注的对象，这两种环境因素时刻影响着人们的生产和生活，下面主要就温度和湿度对作物的影响进行简略说明。
（1）温度温室内气温、地温对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的吸收有着显著的影响，因此影响作物生长发育的环境条件中，以温度最为敏感，也最为重要，对温室环境控制的研究也是最先从温度控制开始的。
第1章绪论1、1研究的目的和意义随着社会的进步和生产需要，利用无线传感进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。
在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，因此需要采集数据并传输数据到一个环境相对较好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。
由于厂房过大、需要传输数据过多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多很长的通讯线。
这样浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。
而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据收集。
在农业生产上，不论是温室大棚的温湿度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法。
这样工作量大，可靠性差，而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多。
传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。
在当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量更加精确，简便易行。
在日常生活中，随着人们生活水平不断的提高，居住条件也逐渐变得智能化。
如今很多家庭都会安装室内温湿度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温湿度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作。
通过自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。
以上只是简单列举几个现实的例子，在现实生活中，这种无线温度采集系统已经被成功应用于工农业、军事国防、环境监测、机器人控制等许多重要领域。
而且类似于这种温湿度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。
凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。
为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据传输，这样的研究也变得更加有意义了[1]。
1、2 国内外研究现状在温湿度采集设备出现以前，人们都是分别使用温度计和湿度计进行温度、湿度的测量。
最早的温度计是于1953年意大利科学家伽利略（1564~1642）发明的。
基于AT89S51的温室多路数据采集系统设计电子信息工程专业王倩倩指导老师张重雄摘要本文介绍了以AT89S51单片机为控制核心开发的温室多路数据采集系统的设计与实现。
用温度传感器采集温度，湿度传感器和A/D转换采集湿度，从时钟芯片读取日期和时间，经过单片机分析处理后送至LCD显示器显示，并将温度值、湿度值经串口送入PC机，与此同时判断温度、湿度有没有在设定的范围内，若不在设定范围内，点亮相应LED灯报警。
文章介绍该系统的硬件电路图，软件总流程图和各个模块的流程图。
整个系统采用模块化设计，结构简单、可靠，通过人机交互接口可实现各功能设计，操作简单，易于掌握。
1绪论温室作为新的农作物种植技术，己突破了传统农作物种植受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制，对农业生产有重大意义。
而智能温室的监控系统是实现其生产自动化、高效化最关键、最重要的环节。
就农作物的生长环境而言，温度、湿度、光照等是其最基本的因子。
作为监控系统必须能够实现对以上因子的数据采集与分析处理，以便进行相应的控制，使智能温室为农作物的生长提供一个良好的环境。
1.1 开发及研究的意义目前我国农业正处于从传统农业向以优质、高产、高效益为目标的现代农业转化的新阶段。
环境控制工程作为农业生物速生、优质、高产的手段，是农业现代化的重要标志。
温室大棚中的环境由多个因子组成，如温度、湿度、光照等。
时下，我国温室环境控制目前仍靠人工经验来管理，严重影响了农业生产的效益，阻碍了农业生产的发展，因此，采用先进的人工智能技术，科学、合理地控制影响农作物的环境因子，通过计算机控制设备进行环境控制，以便给作物生长创造一个最佳的环境条件，做到既提高产品的质量、产量、经济价值和社会效益，同时尽量降低生产成本，这对温室环境施行自动检测和控制是非常必要的。
1.2 本文主要工作本文综合应用现代传感器、电路与系统、智能控制及数据传输技术等相关知识，完成了系统前端的空气温度、空气湿度等参数数据采集单元的研制，利用单片机实现对所采集的数据进行当地数据处理，存储和显示，并实现与其他参数数据采集单元以及PC机之间的数据通信。
2 单片机的选择与应用随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独立的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。
从应用领域看，单片机主要用于控制，所以也称它为微控制器。
AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP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。
AT89S51具有如下特点：与MCS-51单片机产品兼容，40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，1000次擦写周期，全静态工作：0Hz—33MHz，低功耗空闲和掉电模式，掉电后中断可唤醒，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器，4.0V~5.5V电压工作范围。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
3 系统硬件设计与实现多参数环境监测系统由环境参数数据采集模块（包括空气温度采集模块、空气湿度采集模块）、时钟模块、A/D 转换模块、单片机、存储器、LCD 显示（本地显示）、计算机（远程显示）以及电源组成。
温度和湿度的采集由传感器实现，再将采集到的信号送入单片机中，由单片机控制LCD 及计算机显示当前所测得的温度和湿度。
结构框图如图3.1所示。
图3.1 温室多路数据采集总结构框图3.1 温度采集模块DS18B20有两种常用的供电方式，第一种方式在DS18B20内部稳定转换时，为DQ 线上提供很强的上拉，采用电力MOSFET 直接给DS18B20供电，采用这种供电方式时，DS18B20的V DD 管脚必须接地。
第二种供电方式使用得比较普遍，将外部电源直接接到DS18B20的V DD 上，这种方式下单片机的一个I/O 口线上可以接一片或多片DS18B20芯片。
本设计采用第二种供电方式，连接电路图如图3.3所示。
图3.3 DS18B20与单片机的连接电路温度采集模块3.2 湿度采集模块由于采用了串行ADC，使得在与单片机接口时，大大节约了单片机的I/O口，噪声信号经过信号采集调理电路后，与ADC的正输入端相连，经过ADC转换后的数字信号经ADC数据输出端DO与单片机的P1.4口相连。
ADC的片选端CS单片机的P1.2口，ADC的时钟信号端CLK接单片机的P1.3口。
ADC0831与外围电路连接原理图如图3.4所示。
图3.4 湿度采集电路3.3 串行通信RS-232串行总线标准采用的是负逻辑。
单片机输入的信号是TTL电平，因此不能直接连在一起，需要进行电平转换。
再此选用接口芯片MAX232实现电平转换。
如图3.5所示。
图3.5 单片机与PC机连接图3.4LCD显示模块12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成[14]。
可完成图形显示，也可以显示8×2个（16×16点阵）数字或8×4个（16×16点阵）汉字。
LCD接P0口必须接上拉电阻, P0口才能输入高电平，LCD 才能正常工作。
LCD显示电路如图3.6所示。
图3.6 LCD显示连接图3.5 时钟模块DS1302 是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路，提供秒分时日日期。
月年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。
DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：1 RES复位，2 I/O 数据线，3 SCLK串行时钟。
时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。
DS1302 工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
DS1302是由DS1302改进而来，增加了以下的特性。
双电源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1，为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器。
它广泛应用于电话传真便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。
时钟模块连接电路如图3.7所示。
图3.7 时钟模块电路连接图3.6 报警模块采集并显示温度、湿度的同时，在系统中还可以加上简单报警装置。
也就是在软件中给定一个温度范围，一个湿度范围。
当测得的温度、湿度超出设定的范围时，点亮相应的灯。
报警电路如图3.8所示。
图3.8 报警电路连接图4 软件设计4.1 软件总流程图开机后，LCD显示初始画面：南京理工大学/泰州科技学院/06电子（2）王倩倩/温室数据采集系统。
5秒后LCD显示画面清屏，LCD显示进入循环显示，分别显示当前的温度值、湿度值、日期及时间，显示时间都为5秒。
在显示温度、湿度的同时将数据送到串口，并判断温度、湿度是否在设定的范围内，若不在设定范围内，点亮对应的LED灯；若在设定的范围内，则熄灭相应的灯。
软件总流程图如图4.1所示。
图4.1 总程序流程图4.2 温度采集温度采集系统由DS18B20采集温室当前温度值，送入单片机，并将温度值写入寄存器中，再将温度值按位分别提取存入数组中，最后在LCD上显示数组中的数值，即当前温度值。
DS18B02温度采集流程图如图4.2所示。
图4.2 DS18B02温度采集流程图4.3 湿度采集湿度采集是先由湿度传感器将湿度装换成相应的电压，由输出口输出，接入ADC0831的VIN（+）端，由ADC0831将模拟量转化成数字量（电压值），送入单片机中。
再根据湿度值与湿度传感器输出端的电压的相对关系列出关系式，在程序中调用关系式，算出相应的湿度值，再由LCD显示。
湿度采集的流程图如图4.3所示。
图4.3 湿度采集流程图4.4 时钟控制DS1302 与微处理器进行数据交换时，首先由微处理器向电路发送命令字节，命令字节最高位MSB(D7)必须为逻辑1，如果D7=0，则禁止写DS1302，即写保护；D6=0，指定时钟数据，D6=1，指定RAM数据；D5～D1指定输入或输出的特定寄存器；最低位LSB(D0)为逻辑0，指定写操作(输入)，D0=1，指定读操作(输出)。
在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送命令字节。
若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下2个SCLK 周期的上升沿输入数据字节，或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。
DS1302与RAM相关的寄存器分为两类:一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性读、写所有的RAM的31个字节。
DS1302在第一次加电后，必须进行初始化操作。
时钟控制电路如图4.7所示。
图4.7 时钟控制流程图4.5 RS232串口通信本设计需要将采集到的温度值和湿度值经串口通信送到PC机显示。
温度值为浮点数，占用两个字节，不可以直接发送。
在温度显示的程序中有数组TempBuffer[]，里面存放温度值的每一位，TempBuffer[]的前4位（符号位和整数位）为要发送的数据。
湿度的范围在0~100之间，可以通过计算分别分离出百位、十位、个位，再分别发送到串口。
RS-232串口通信流程图如图4.6所示。
图4.6 RS-232串口通信流程图5 系统调试及结果在温室多路数据采集的设计过程中，系统调试是必不可少的环节。
系统调试分为硬件调试和软件调试。
硬件调试主要是检测硬件电路是否满足各元件之间的电气特性，硬件电路是否能够满足系统要求。
可以应用Proteus等应用软件，对所设计的电路进行仿真调试，例如测试LCD显示电路连接是否正确，可以编写一个简单的显示程序来测试它。
接下来是软件调试，可以应用Keil等应用软件，根据设计要求先把各个子功能模块的程序调试通过，使其符合要求。
