温湿度控制器设计实验报告 计算机控制技术

报告成绩电子电路综合实验设计报告设计题目：温湿度检测仪的设计学生姓名：学号：专业年级：指导教师：起止日期：2016年5月—2016年6月电气与信息工程学院2016年6月19日目录1 目的与意义---------------------------------------------------------------------------------------------- 12 设计要求------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 方案设计------------------------------------------------------------------------------------------------- 13.1 方案一-------------------------------------------------------------------------------------------- 13.2 方案二------------------------------------------------------------------------------------------ 24 系统硬件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 24.1 STC89C52主控电路--------------------------------------------------------------------------- 34.2 DTH11温湿度检测电路 ---------------------------------------------------------------------- 44.3 LCD1602液晶屏显示电路 ------------------------------------------------------------------- 55 系统软件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 65.1 主程序程序流程图 ---------------------------------------------------------------------------- 65.2 温湿度检测程序 ------------------------------------------------------------------------------- 25.3 LCD1206显示程序 ---------------------------------------------------------------------------- 96 系统测试结果与分析-------------------------------------------------------------------------------- 116.1系统测试结果 -------------------------------------------------------------------------------- 116.2 系统结果分析 -------------------------------------------------------------------------------- 117 总结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11参考文献 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11附录 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12附录A 系统实物图 ----------------------------------------------------------------------------- 12附录B 系统主程序 ------------------------------------------------------------------------------ 121 目的与意义温湿检测在仓库管理、生产制造、气象观测、科学研究、国防军事以及日常生活中有广泛的应用，传统的模拟式温湿度传感器一般都要设计信号调理电路并需要经过复杂的校准和标定过程，因此测量精度难以保证，且在线性度、重复度、互换性、一致性等方面往往不尽人意。

一、实训背景随着现代工业、农业、科研等领域对环境控制要求的不断提高，温湿度控制器作为维持特定环境条件的核心设备，其性能和稳定性显得尤为重要。

本次实训旨在通过实际操作和理论学习，深入了解温湿度控制器的工作原理、结构组成以及应用方法，提高学生对温湿度控制系统的理解与应用能力。

二、实训目的1. 掌握温湿度控制器的基本原理和结构组成。

2. 熟悉温湿度传感器的类型和特点。

3. 学会温湿度控制器的安装、调试和维护。

4. 提高学生对实际工程问题的分析和解决能力。

三、实训内容1. 温湿度控制器工作原理温湿度控制器通过温湿度传感器实时监测环境中的温度和湿度，根据预设的参数对加热器、加湿器、通风机等执行元件进行控制，以达到维持环境稳定的目的。

2. 温湿度传感器实训中使用的温湿度传感器主要有以下几种：- DHT11传感器：数字输出，具有高精度、抗干扰能力强等特点。

- SHT75传感器：模拟输出，具有高精度、稳定性好等特点。

3. 温湿度控制器结构组成温湿度控制器主要由以下部分组成：- 传感器：用于检测环境中的温度和湿度。

- 微控制器：用于处理传感器数据，并根据预设参数控制执行元件。

- 执行元件：包括加热器、加湿器、通风机等，用于调节环境温度和湿度。

- 显示模块：用于显示当前温度和湿度。

- 按键模块：用于设置温度和湿度参数。

4. 温湿度控制器安装与调试- 安装：根据实际需求选择合适的安装位置，确保传感器能够准确反映环境温度和湿度。

- 调试：连接传感器、微控制器和执行元件，设置温度和湿度参数，进行试运行，观察控制器是否能够正常工作。

5. 温湿度控制器维护- 定期检查：检查传感器、微控制器、执行元件等部件是否正常工作。

- 清洁保养：定期清洁传感器、执行元件等部件，防止灰尘、杂物影响控制器性能。

- 更换部件：当传感器、执行元件等部件损坏时，及时更换。

四、实训过程1. 理论学习：通过查阅资料、阅读教材，了解温湿度控制器的工作原理、结构组成、安装调试和维护方法。

前言本指导书是配合自动化专业本科生专业课《计算机控制技术》的课堂教学而编写的实验教材，通过实验的验证能够使学生了解和掌握计算机控制的硬件技术和软件编程方法。

本书共设计了七大类实验，第一类中包含过程通道和数据采集处理方面的几个内容；第二类为数字PWM 发生器和直流电机调速控制的开环实验；第三类包含几种数字PID闭环控制实验；第四类中有两种数字调节器直接设计方法的实验；第五类是一个温度控制系统；第六类是随动系统实验；第七类是过程控制系统的研究；实验五至实验七的内容是带有被控对象的控制系统。

七个实验的全部学时大于计划学时，教师和学生对所做的实验内容可以选择以满足实验计划学时为准。

通过实验学生巩固了课堂教学的内容，也为今后实际工作打下了一定技术基础。

本指导书由王尚君、毛一心老师共同编写，穆志纯教授进行了严格的审阅工作。

由于计算机性能的快速提高，计算机控制的技术手段也在不断出新，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。

编者2007年10月目录前言 (1)目录 (2)实验一过程通道和数据采集处理 (4)一、输入与输出通道 (4)1. AD 转换实验` (5)2. DA 转换实验` (7)二、信号的采样与保持` (9)1. 零阶保持实验` (9)2. 直线插值实验*` (11)3. 二次曲线插值实验*` (11)三、数字滤波 (15)1. 一阶惯性实验 (16)2. 四点加权实验* (16)实验二开环系统的数字程序控制 (19)数字PWM 发生器和直流电机调速控制 (19)一、实验目的 (19)二、实验内容` (19)三、实验所用仪表及设备 (19)四、实验原理及步骤 (20)五、思考题 (21)六、实验报告内容及要求 (21)实验三数字PID闭环控制 (22)数字PID控制算法 (22)积分分离法PID控制 (23)带死区的PID控制* (27)简易工程法整定PID 参数 (30)扩充临界比例度法 (30)扩充响应曲线法 (32)实验四数字调节器直接设计方法 (36)最小拍控制系统 (36)一、实验目的 (36)二、实验所用仪表及设备` (36)三、实验原理及内容 (36)有纹波最小拍控制系统 (37)无纹波最小拍控制系统 (38)四、实验步骤 (40)五、思考题 (41)六、实验报告内容及要求 (41)实验一过程通道和数据采集处理为了实现计算机对生产过程或现场对象的控制，需要将对象的各种测量参数按要求转换成数字信号送入计算机；经计算机运算、处理后，再转换成适合于对生产过程进行控制的量。

一、实训背景随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域的应用日益广泛。

计算机控制技术作为自动化领域的重要组成部分，其研究与应用对于提高生产效率、降低成本、改善产品品质等方面具有重要意义。

为了使学生深入了解计算机控制技术，提高动手能力，本实训课程以计算机控制技术为核心，通过实际操作，使学生掌握计算机控制系统的设计、调试和实施方法。

二、实训目的1. 理解计算机控制系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机控制系统的设计方法；3. 熟悉计算机控制系统的调试与实施；4. 培养学生团队合作精神和创新意识。

三、实训内容1. 计算机控制系统的基本组成计算机控制系统主要由以下几个部分组成：（1）被控对象：被控对象是指需要通过计算机控制系统进行控制的设备或过程。

（2）传感器：传感器用于将物理量转换为电信号，以便计算机控制系统进行处理。

（3）控制器：控制器是计算机控制系统的核心，负责接收传感器输入信号，根据预设的控制策略进行计算，并输出控制信号。

（4）执行器：执行器根据控制器输出的控制信号，实现对被控对象的调节。

（5）人机界面：人机界面用于人与计算机控制系统之间的交互，包括操作面板、显示器等。

2. 计算机控制系统的设计方法计算机控制系统的设计主要包括以下几个步骤：（1）系统分析：分析被控对象的特点和需求，确定控制目标。

（2）系统建模：根据被控对象的特点，建立数学模型。

（3）控制器设计：根据数学模型和控制目标，选择合适的控制器类型，并进行参数整定。

（4）系统仿真：在计算机上对控制系统进行仿真，验证系统性能。

（5）系统实施：根据仿真结果，对实际控制系统进行调整和优化。

3. 计算机控制系统的调试与实施计算机控制系统的调试主要包括以下几个方面：（1）硬件调试：检查硬件设备是否正常，包括传感器、控制器、执行器等。

（2）软件调试：检查控制算法是否正确，参数是否合理。

（3）系统联调：将硬件和软件结合起来，进行系统联调，验证系统性能。

一、实习背景与目的随着现代生活水平的提高，人们对室内环境的舒适度要求越来越高。

温度和湿度作为室内环境的重要参数，对居住者的健康和生活质量有着直接的影响。

为了培养我们掌握温丶湿控制系统的工作原理、安装调试及维护能力，提高实际操作技能，我们选择了温丶湿控制系统进行实训。

本次实训旨在通过实际操作，使我们对温丶湿控制系统的组成、工作原理、安装调试方法及常见故障排除有更深入的了解，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

二、实训内容与过程1. 系统组成与工作原理温丶湿控制系统主要由以下几部分组成：（1）传感器：用于检测室内温度和湿度。

（2）控制器：根据传感器检测到的数据，对执行器进行控制，以达到设定温度和湿度的目的。

（3）执行器：如加热器、加湿器、除湿器等，根据控制器的指令进行相应的操作。

系统工作原理：传感器检测室内温度和湿度，将数据传输给控制器，控制器根据设定值与实际值之间的偏差，输出控制信号给执行器，执行器根据控制信号进行加热、加湿或除湿操作，从而达到调节室内温湿度的目的。

2. 安装与调试（1）安装传感器：将传感器安装在室内合适的位置，确保传感器能够准确检测到室内温度和湿度。

（2）安装控制器：将控制器安装在便于操作的位置，连接好电源线和信号线。

（3）安装执行器：根据实际需求选择合适的执行器，如加热器、加湿器等，并按照产品说明书进行安装。

（4）调试：将控制器设定为自动模式，调整设定温度和湿度，观察执行器是否按照要求进行操作。

如有异常，检查线路连接是否正确，传感器是否正常工作，控制器参数设置是否合理等。

3. 常见故障排除（1）传感器故障：传感器检测到的数据与实际值偏差较大，可能是传感器损坏或安装位置不当。

检查传感器是否正常工作，重新安装传感器。

（2）控制器故障：控制器无法正常工作，可能是电源线连接不牢固或控制器损坏。

检查电源线连接是否正确，更换控制器。

（3）执行器故障：执行器无法正常工作，可能是执行器损坏或线路连接不牢固。

基于rs485的温湿度检测系统的实训报告基于RS485的温湿度检测系统的实训报告一、引言近年来，随着物联网技术的快速发展，各种智能设备逐渐走进人们的生活，温湿度检测系统也成为了重要的环境监测工具。

本实训报告旨在介绍基于RS485通信协议的温湿度检测系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 硬件设计温湿度检测系统的硬件设计包括传感器、RS485通信模块和控制单元。

传感器负责采集环境温湿度数据，RS485通信模块负责传输数据，控制单元负责数据处理和显示。

2. 软件设计软件设计是温湿度检测系统的核心部分，包括数据采集、数据处理和数据显示三个模块。

数据采集模块通过与传感器通信，实时获取环境温湿度数据；数据处理模块对采集到的数据进行处理，如计算平均值、最大值和最小值等；数据显示模块将处理后的数据通过控制单元显示在显示屏上。

三、系统实现1. 硬件连接将传感器与RS485通信模块连接，并将RS485通信模块与控制单元连接，确保各个硬件设备正常工作。

2. 软件编程使用C语言编写程序，实现数据采集、数据处理和数据显示功能。

首先，通过RS485通信协议与传感器进行通信，获取温湿度数据；然后，对获取到的数据进行处理，计算平均值、最大值和最小值等；最后，将处理后的数据通过控制单元显示在显示屏上。

四、实训过程在实训过程中，首先进行了硬件连接，确保各个设备之间的通信正常。

然后，进行了软件编程，根据设计要求实现了数据采集、数据处理和数据显示功能。

最后，对系统进行了测试和调试，确保系统能够准确地采集和显示温湿度数据。

五、实训总结通过本次实训，我对基于RS485通信协议的温湿度检测系统有了更深入的了解。

在实际操作中，我掌握了硬件连接和软件编程的基本技巧，并成功实现了系统的功能设计。

此外，通过实训过程，我还提高了自己的动手能力和解决问题的能力。

六、展望未来随着物联网技术的不断发展和应用，温湿度检测系统将在各个领域发挥更大的作用。

未来，我将继续深入学习和研究相关技术，不断提高自己的能力，为物联网行业的发展做出贡献。

江苏翔盟温湿度控制柜，接线完毕后，通电调试。

调试结果;
1 温度传感器反馈温度范围从空气温度（25摄氏度左右）到用热风枪吹热风温度（50~60摄氏度），满足工作需求。

2 湿度传感器反馈湿度下限到30%左右，不能反馈更低的空气湿度信号，不能满足工作反馈15%的湿度甚至更低的湿度。

在烘干房内测试，测试结果相同，湿度反馈不能满足工作。

从仓库再领了三个温湿度控制器，测试结果基本相同。

湿度反馈均不满足设备正常工况。

从包装和外观观察，包装盒上没品牌，没联系方式，说明书过于简单且印刷模糊，三无产品，建议更换。

2015.4.28。

科信学院单片机系统设计项目(三级项目)设计说明书（2018/2019学年第一学期）题目： ____ _ 温湿度监测 _____专业班级：通信工程16级1班2组学生姓名：张XX 刘XX 武X张XX 王XX学号：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX指导教师：王付永、贾少锐、付佳设计周数：2周2019年1月10日1.设计目的（1）熟悉了解温湿度传感器的工作原理。

（2）熟悉温湿度传感器的通信原理。

（3）通过软硬件设计实现利用STM32单片机对周围环境温度信号的采集及显示。

2.设计要求（1）查阅相关资料，熟悉所选的STM32单片机及温湿度传感器。

（2）能监测环境温度和湿度，温度测量范围为0～50℃的输入温度，湿度测量范围20-90%RH。

并能用 LED 或LCD 进行实时显示。

（3）当温度超过或低于设定值时并能进行报警，并能对其进行模拟控制。

3.设计方案3.1系统总体方案根据设计要求，本系统须由温湿度传感器、报警器、STM32F103RB 单片机、温度范围按键调控模块和 LED 显示模块组成。

系统大致框图如下：图3.1温控系统原理框图3.2模块、器件选型（及其相关工作原理）STM32单片机：单片机是整个电路的核心模块，它控制整个系统的运行，利用其各个口分别控制其他模块，使其他模块能够成为一个整体，要实现这些基本功能，STM32较其他的单片机更有优势。

其高性能，低成本，低功耗，处理速度更快。

图3.2.1 STM32单片机温度传感器： DS18B20 其测量范围为 -55 ℃ ~+ 125 ℃ ; 在-10~+ 85°C范围内，精度为± 0.5°C 。

DS18B20内部结构：主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。

基于PLC的温湿度自动控制系统的设计空调系统的耗能量大，通常一栋建筑物总耗能量约有60%为空调系统所消耗。

当前建筑空调系统缺乏规范化管理，导致室内温度湿度缺乏合理的控制，从而导致资源的浪费。

本着节能减排的原则，本文从PLC自动控制技术作为切入点，探讨了基于PLC的温湿度自动控制系统的设计，在有效保证合理温湿度的基础上，达到温度湿度自动调节的目的，从而有效降低能源消耗，高效利用能源，希望能为相关人士提供些许参考。

标签：PLC；温湿度；自动控制；系统；设计基于PLC温湿度自动控制系统的设计，是从传统人工控制模式存在的弊端出发，以日本三菱公司生产的Fx2n系列的PLC自动控制器为核心，同时加入温度、湿度传感器作为检测装置，共同构建出一套室内温湿度自动调控系统，具体设计思路如下。

1 PLC技术的内涵概述PLC即可编程逻辑控制器，最初是应用在机械加工等工业领域的智能技术，能够通过预先的程序设定，来根据程序指令实现自动控制的功能[1]。

随着该技术的不断发展，以及各行业对自动控制的需求，现如今PLC技术已经延伸至多个行业，并均取得了较为理想的开展效果。

出于对节能减排的考量，笔者就尝试从PLC技术入手，构建基于PLC的温湿度自动控制系统，以满足节能减排的新时期要求。

2 系统的设计基于PLC的温湿度自动调节系统共包括PLC控制器、现场采集装置、信号传送装置、温湿度调节装置等几个模块。

首先在PLC模块中编辑程序，它通过信号传输装置和现场的采集装置、温度湿度调节装置相连，根据现场采集装置收集的温湿度结果，发出温度调节指令，并将指令传送至温度湿度调节装置上，实现自动调节温湿度的目的。

2.1 PLC控制器PLC是自动控制系统的核心模块，结合机型、容量、通信联网、功能扩展等，选择最佳性价比的三菱Fx2n-48mr型PLC自動控制器作为系统的核心控制模块。

2.2 温度传感器温度传感器是系统中负责采集实时温度的装置，本系统采用PTL00铂电阻作为温度采集装置，具有精度高、稳定的特点[2]。