基于单片机的粮库温湿度控制系统设计 开题报告

基于单片机的温湿度自动监控系统设计（开题报告）东北林业大学本科毕业设计开题报告设计题目：基于单片机的温湿度自动监控系统设计学生：指导教师：专业（班级）：学院：机电工程学院2012年12月20日.选题依据（国内外动态，初步设想及突破点等）及可行性论述。

1.国内外研究动态与应用成果：随着工农业的发展，温湿度的控制成为很多领域所必不可少的一项技术。

例如：1.食品行业：对于食品储存来说至关重要，温湿度的变化会带来食物变质，引发食品安全问题；2.温室大棚：植物的生长对于温湿度要求极为严格，不当的温湿度下，植物会停止生长、甚至死亡；3.药品储存：根据国家相关要求，药品保存必须按照相应的温湿度进行控制等等。

然而传统的温湿度监控模式多是靠人工执行，不仅效率低下，且容易出现过失，而基于单片机的温湿度自动监控系统的设计将克服这些缺点。

国外对环境温湿度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。

先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。

80年代末出现了分布式控制系统。

我国对于温湿度控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。

这里以温室控制技术为例，我国工程技术人员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技术，该技术仅限于温度、湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。

2.初步设想及突破点：课题研究大体分为几个步骤：（1）通过了解目前温湿度控制技术的主要优缺点与应用场合，并结合其主要技术指标和所需技术，对此系统的组成部件进行构思，对系统的设计方案进行总体规划，确定研究的方向。

（2）将整个系统按照不同功能细分为测量部分、控制部分，显示部分，调节部分，记录部分等，完成每个部分的设计方案，绘制相应电路原理图，对所需器件进行选型并完成单片机对温湿度控制的程序的编写。

（3）完成对各个部分设计的连接工作，对整个系统进行测试，通过测试结果来修改系统中不足或有错误的地方，对编写的程序进行验证。

3.可行性论述：课题的研究需要以下条件：（1）学习过课题研究所需要的知识，如单片机程序的编写，电路的设计，I/O 口的相应功能和分配原理。

南华大学本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目粮库温度与湿度监控系统的设计设计（论文）题目来源题目自选设计（论文）2011.12 —2012.6工程设计起止时间题目类型一、设计（论文）依据及研究意义粮食的安全存储是关系到国计民生的战略大事，科学保粮具有重要的社会意义与经济价值。

粮仓管理中最重要的问题是监测粮堆中的温、湿度变化。

国家为粮食储藏每年支付很高的费用，主要是因为监测设备成本较高，管理方式不够先进。

在理论研究和实地考察实验的基础上，进行了粮食仓库温度和湿度实时在线巡回监测与控制系统的设计和研制。

温度和湿度的检测与控制对防止粮食霉变有着重要的意义，讨论粮堆温度和湿度变化的主要原因以及粮食仓库中温度和湿度的允许变化范围。

探讨在线测量，计算和控制粮食仓库温度和湿度的原理和方法，基本消灭了粮食霉变事故，同时也节省了大量人力和物力，减轻了粮仓管理的工作强度，提高了粮库管理效率，使粮食管理得到了安全可靠的保障。

每到粮食收获季节各粮仓的粮食收购及粮情检测工作压力巨大，如何进行粮食的现代化管理也是每一个储库点的重中之重，若管理不当，粮食发霉或生虫会造成极大浪费。

粮仓管理中最重要的问题是监测粮堆中的温、湿度变化。

国家为粮食储藏每年支付很高的费用，主要是因为监测设备成本较高，管理方式不够先进，于是温湿度智能监控系统的研究与应用也日益迫切。

粮食温度是能否保证粮食安全储存的重要指标之一 , 只有及时、准确地测得粮堆各层面的粮温数据 , 并根据检测的温度数据对粮食储存情况进行分析 , 作出决策 , 采取措施 , 最大限度的减少粮食在储存过程中的损失。

目前 , 粮库中的温湿度检测 , 基本上是人工检测 , 劳动强度大 , 繁琐 , 由于检测报警不及时 , 造成库储粮食损失的现象时有发生 , 于是 , 设计并研制性能价格比较高的粮库温湿度自动检测系统迫在眉睫。

由于大型粮库分布广、储量大，粮库的管理和监测难度大，基于粮库粮情检测系统上的计算机管理软件的设计，清晰直观地显示出各仓内温湿度状况，由上位机对粮仓进行监视，管理人员在控制室就可以看到实时粮库数据，对粮库数据进行分析，实现粮仓管理自动化、智能化。

基于单片机的粮库温湿度控制系统的设计摘要本文设计了一种粮库温湿度控制系统，它具有对温湿度的实时显示，上下限的控制等功能。

该系统主要由放大电路，A/D转换，单片机控制以及显示四部分组成。

利用传感器采集粮库的温湿度，将采集到的数据用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，用单片机AT89S52对数据进行处理，并且送给数码管显示。

经实验测试，温度变化范围为5℃～25℃，控制精度为±1℃；湿度变化范围为40%～+65%RH，控制精度为±3%RH。

关键词单片机温度传感器湿度传感器A/D转换器The Grain S torage’s Temperature And Humidity Control SystemDesign Based On Single-Chip ComputerProfession: Electronic and information engineering Class: DX041 Name: Cai Ruirui Instructor:Ye GuowenAbstract This article has designed a kind of grain storage’s temperature and humidity control system, it is to display the temperature and humidity time-to-time, the control of bound functions and so on. This system mainly by the amplifying circuit, A/D transforms, the monolithic integrated circuit controls as well as demonstrated that four parts compose. Gathers the grain storage using the sensor the humiture, will gather the data the simulated signal will transform with A/D switch into the digital signal, which carries on processing with monolithic integrated circuit AT89S52 to the data, and gives the nixietube to demonstrate. Tests after the experiment, the temperature change scope for 5℃~25℃, the control precision is ±1℃. The humidity range of variation is 40%~65%RH, the control precision is±3%RH. Keywords SCM temperature sensor humidity sensor A / D converter目录引言 (1)第一章总体设计 (2)1.1设计思路分析 (2)1.2总体设计框图 (2)第二章硬件设计 (3)2.1单片机最小系统 (3)2.2温度采集与放大部分 (5)2.2.1 温度传感器的选择 (6)2.2.2 AD590的简介 (7)2.2.3 AD590的工作原理 (8)2.2.4 AD590的基本应用电路 (8)2.2.5 LM741放大器 (9)2.3湿度采样电路设计 (10)2.3.1 湿度传感器的分类及特点 (10)2.3.2 湿度传感器的选择 (11)2.3.3 湿度信号的测量原理 (12)2.3.4 湿度信号的温度补偿 (14)2.4A/D转换电路 (14)2.4.1 A/D转换的常用方法 (14)2.4.2 A/D转换器的主要技术指标 (15)2.4.3 ADC0804的引脚及使用说明 (15)2.4.4 ADC0804的应用 (17)2.5显示部分 (18)2.5.1 LED数码管简介 (18)2.5.2 LED的工作原理 (18)2.5.3 LED显示方式 (19)第三章软件设计 (20)3.1程序设计 (20)3.1.2 数据处理部分 (21)3.1.2 数码显示部分 (22)3.2仿真软件 (23)3.2.1 Keil C51 (23)3.2.2 PTOTEUS (24)第四章制作与调试 (25)4.1布线与调试 (25)4.1.1 Protel 99SE介绍 (25)4.1.2 焊接 (26)4.2软硬件调试 (27)4.2.1 硬件调试 (27)4.2.2 软件调试 (27)4.2.3 软硬联调 (27)4.3调试过程中遇到的问题 (28)结论....... . (28)参考文献.. (29)致谢.... .. (30)附录一源程序 (31)附录二原理图及实物图 (34)附表一元器件清单 (38)引言随着时代的进步和发展，单片机控制无疑是人们追求的目标之一。

摘要：针对粮仓环境温湿度监测工作量比较大的问题，设计了基于单片机的粮仓温湿度实时监控系统。

该系统利用传感器节点采集粮仓环境温湿度参数，单片机对数据进行处理后，再利用无线传输技术将数据发送到主控机。

该系统具有实用性强、稳定性好和价格便宜等优点，不仅能监测粮仓环境参数，也可推广到其他领域，具有较好的实用价值。

关键词：传感器；单片机；监测与控制；无线通信技术中图分类号：tp277 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2016）09-2370-03中国是产粮大国，粮食的存储工作尤为重要。

在粮仓管理工作中最重要的是防潮、防霉和防腐，传统手段采用湿度试纸和温度计、干湿度表、毛发湿度计等人工进行温、湿度的监控工作。

这些方法费时费力、效率低、测试结果不稳定、误差大。

近年来由于粮食产量不断增长，粮仓容量随之扩大，传统的粮仓温、湿度监控方式已不能满足需要，亟需设计一种便于操作、性能可靠的高效监控系统。

为此，本研究设计了一种以pc机为核心，基于数字温、湿度传感器的自动监控系统，对粮仓中各重要位置的温度和湿度等参数进行实时自动监控，从而提高粮仓管理的科学化和自动化水平。

1 系统设计架构基于单片机的粮仓温湿度实时监控系统结构如图1所示。

由用户监控层、主控机控制层和分机测量层三部分构成，用户监控层由微型计算机系统构成。

主控机控制层由单片机系统构成，分机测量层由传感器构成。

分机与主控机采用主从式分布连接结构，通过无线通信技术实现数据传输。

总体结构也可以分为温湿度采集模块、短距离无线通信模块、系统控制及数据处理模块。

2 系统硬件设计系统硬件设计主要包括温湿度采集电路设计、无线通信子系统电路接口设计和温湿度显示电路设计三部分。

2.1 温湿度采集电路在进行温湿度采集电路设计时首先要选取好传感器和单片机。

传感器主要有数字和模拟两种。

数字式传感器可得到数字信号，就能直接与数字设备进行信号的处理，具有抗干扰能力强、可靠性高、测量精度和分辨率高、稳定性好等优点。

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1、此表为学生做毕业论文（设计）过程中教师指导学生的动态记录表，供学生在接受指导教师指导时使用。

2、在论文期间，指导教师每两周至少应检查一次学生的工作进度，学生负责保管此表，并填写指导教师每次指导的主要内容。

论文（设计）完成后，此表应放入本科生毕业论文（设计）手册。

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基于单片机的温度控制系统设计开题报告基于单片机的温度控制系统设计开题报告一、引言在现代科技飞速发展的时代，单片机技术已经成为各种智能控制系统的核心。

本文旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计，从简单的温度监测到复杂的温度控制，通过对单片机技术的灵活运用，实现对温度的精确控制，以及实现一定的智能化操作。

二、温度控制系统的基本原理温度控制系统是利用各种传感器检测环境温度，通过单片机进行数据处理，并利用执行器对环境温度进行调节的系统。

温度控制系统的基本原理是通过对环境温度的实时监测和分析，准确调节加热或降温装置，使环境温度保持在设定的范围内。

三、基于单片机的温度监测系统设计在温度控制系统中，温度监测是至关重要的一环。

我们可以使用单片机搭建一个简单的温度监测系统，通过传感器获取环境温度，并将数据传输给单片机进行实时监测和显示。

这里可以采用LM35温度传感器，并通过单片机的模拟输入引脚来获取温度数据。

通过LED数码管或LCD屏幕，实现对环境温度的实时显示。

还可以设置温度报警功能，一旦温度超出设定范围，系统会自动报警，提醒用户及时处理。

四、基于单片机的温度控制系统设计在温度监测系统的基础上，我们可以进一步设计出一个温度控制系统。

通过对温度控制器的灵活配置，实现对加热或降温设备的精确控制。

在这个系统中，单片机不仅需要实现对环境温度的实时监测，还需要根据监测到的数据进行相应的控制操作。

当环境温度过高时，单片机可以控制风扇或空调进行降温操作；当环境温度过低时，单片机可以控制加热设备进行加热操作。

这种基于单片机的温度控制系统，不仅可以实现对环境温度的精确控制，还可以节省能源，提高系统的智能化水平。

五、个人观点和理解通过对基于单片机的温度控制系统设计的探讨，我对单片机在智能控制领域的应用有了更深入的理解。

单片机不仅可以实现简单的温度监测，还可以实现复杂的温度控制，通过对传感器的数据采集和单片机的运算处理，实现对环境温度的精确控制。

毕业设计（论文）开题报告机械工程学院20 13届题目基于单片机的粮库温湿度监控系统设计课题类型设计课题来源自拟课题学生姓名学号______专业年级班指导教师职称讲师，填写日期：2013 年04月03 日一、本课题研究的主要内容、目的和意义（一）本课题研究的主要内容本次设计完成粮库温湿度监测系统。

该系统实现的基本功能为检测粮库各处的储藏温度、湿度并显示其值。

当库内的温湿度越过设定值时，系统将进行报警，同时步进电机拖动风扇自动调节粮仓内的温湿度，使粮仓内的温度和湿度保持在一定的范围以内。

保证粮食的安全储藏。

温度和湿度是两种最基本的环境参数，与人们的生活环境息息相关，在工业生产和日常生活中，温度和湿度是需要测量和控制的重要参数。

物体的许多物理现象和化学性质都与温度、湿度有关，许多生产过程都是在一定的温湿度范围内进行，因此需要测量和控制温湿度。

该课题是对粮库温湿度的监测及电路设计的研究。

利用单片机实现的高精度实用性温湿度控制系统可广泛应用于粮库的仓储管理。

针对现有的设备大多数只监测温度而忽视湿度的问题进行思考并提出解决方案，最终设计出实用性高、价格低廉的监测系统。

本次设计的温湿度控制系统以AT89C51单片机为控制核心，采用温湿度传感器SHT11作为检测元件，结合MAX 813L看门狗构建了温湿度监控系统。

实现单片机发出控制命令，传感器进行数据采集，将采集到的模拟信号转换为计算机能够识别的数字信号，通过mgls12864液晶显示屏显示实时温度和湿度，超出或者低于用户的设定值时由蜂鸣器报警，并由温湿度调节系统对环境温度、湿度进行调节。

从而完成的系统可以方便地实现温度、湿度的有效实时显示和控制的要求，降低经济损失和劳动强度，提高产品的性价比。

实现功能（1）传感器对温度、湿度的检测。

（2）显示温度、湿度。

（3）超过监测范围时自动报警。

二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）国内外研究现状与发展趋势随着传感器技术、计算机应用技术、超大规模集成电路技术和网络通信技术的发展，监控系统广泛应用于工农业生产等领域，在此同时，粮仓温湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都有了一定的进展。

基于单片机的粮库温湿度控制系统的设计摘要本文设计了一种粮库温湿度控制系统，它具有对温湿度的实时显示，上下限的控制等功能。

该系统主要由放大电路，A/D转换，单片机控制以及显示四部分组成。

利用传感器采集粮库的温湿度，将采集到的数据用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，用单片机AT89S52对数据进行处理，并且送给数码管显示。

经实验测试，温度变化范围为5℃～25℃，控制精度为±1℃；湿度变化范围为40%～+65%RH，控制精度为±3%RH。

关键词单片机温度传感器湿度传感器A/D转换器The Grain S torage’s Temperature And Humidity Control SystemDesign Based On Single-Chip ComputerProfession: Electronic and information engineering Class: DX041 Name: Cai Ruirui Instructor:Ye GuowenAbstract This article has designed a kind of grain storage’s temperature and humidity control system, it is to display the temperature and humidity time-to-time, the control of bound functions and so on. This system mainly by the amplifying circuit, A/D transforms, the monolithic integrated circuit controls as well as demonstrated that four parts compose. Gathers the grain storage using the sensor the humiture, will gather the data the simulated signal will transform with A/D switch into the digital signal, which carries on processing with monolithic integrated circuit AT89S52 to the data, and gives the nixietube to demonstrate. Tests after the experiment, the temperature change scope for 5℃~25℃, the control precision is ±1℃. The humidity range of variation is 40%~65%RH, the control precision is±3%RH. Keywords SCM temperature sensor humidity sensor A / D converter目录引言 (1)第一章总体设计 (2)1.1设计思路分析 (2)1.2总体设计框图 (2)第二章硬件设计 (3)2.1单片机最小系统 (3)2.2温度采集与放大部分 (5)2.2.1 温度传感器的选择 (6)2.2.2 AD590的简介 (7)2.2.3 AD590的工作原理 (8)2.2.4 AD590的基本应用电路 (8)2.2.5 LM741放大器 (9)2.3湿度采样电路设计 (10)2.3.1 湿度传感器的分类及特点 (10)2.3.2 湿度传感器的选择 (11)2.3.3 湿度信号的测量原理 (12)2.3.4 湿度信号的温度补偿 (14)2.4A/D转换电路 (14)2.4.1 A/D转换的常用方法 (14)2.4.2 A/D转换器的主要技术指标 (15)2.4.3 ADC0804的引脚及使用说明 (15)2.4.4 ADC0804的应用 (17)2.5显示部分 (18)2.5.1 LED数码管简介 (18)2.5.2 LED的工作原理 (18)2.5.3 LED显示方式 (19)第三章软件设计 (20)3.1程序设计 (20)3.1.2 数据处理部分 (21)3.1.2 数码显示部分 (22)3.2仿真软件 (23)3.2.1 Keil C51 (23)3.2.2 PTOTEUS (24)第四章制作与调试 (25)4.1布线与调试 (25)4.1.1 Protel 99SE介绍 (25)4.1.2 焊接 (26)4.2软硬件调试 (27)4.2.1 硬件调试 (27)4.2.2 软件调试 (27)4.2.3 软硬联调 (27)4.3调试过程中遇到的问题 (28)结论....... . (28)参考文献.. (29)致谢.... .. (30)附录一源程序 (31)附录二原理图及实物图 (34)附表一元器件清单 (38)引言随着时代的进步和发展，单片机控制无疑是人们追求的目标之一。

开题报告主题：基于单片机的温度控制系统设计一、概述在现代工业生产和生活中，温度控制系统在各个领域发挥着至关重要的作用。

无论是工业生产中的恒温恒湿设备，还是家用电器中的空调和冰箱，都需要进行温度控制。

而基于单片机的温度控制系统设计，能够结合先进的控制算法和传感器技术，实现精准的温度控制，提高效率，降低能耗，确保产品质量和生活舒适度。

本开题报告旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计的相关内容，为后续的研究工作提供理论基础和技术支持。

二、概述基于单片机的温度控制系统设计，是将单片机作为控制核心，通过传感器采集环境温度数据，经过控制算法计算和处理，输出控制信号以调节加热或制冷设备实现温度控制。

该系统具有控制精度高、响应速度快、稳定性好等特点，适用于各种场景的温度控制需求。

三、技术原理1. 传感器模块温度控制系统设计中，常用的温度传感器有NTC热敏电阻、PTC热敏电阻、热电偶、温度传感器芯片等。

传感器模块负责采集环境温度数据，并将其转换为电信号输入到单片机系统中。

2. 控制算法控制算法是温度控制系统的核心部分，其设计直接影响到系统的稳定性和响应速度。

常用的控制算法包括PID算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等，通过对采集到的温度数据进行计算和处理，输出控制信号以实现温度调节。

3. 单片机系统单片机作为控制核心，接收传感器模块采集的温度数据，并经过控制算法处理后输出控制信号，驱动执行机构实现温度控制。

常用的单片机包括STC系列、AT89C系列、PIC系列等，选择合适的单片机对系统性能和成本都有重要影响。

四、应用场景基于单片机的温度控制系统设计可以在工业、农业、家用电器等领域得到广泛应用。

1. 工业应用：恒温恒湿设备、热处理设备、温控风扇等2. 农业应用：温室大棚、孵化器、水产养殖等3. 家用电器应用：空调、冰箱、温控水壶等五、研究内容基于单片机的温度控制系统设计涉及到传感器技术、控制算法设计、单片机系统开发等多个方面的内容，具体研究工作包括但不限于以下几点：1. 传感器模块的选型和接口设计2. 控制算法的设计与优化3. 单片机系统的硬件设计与软件开发六、个人观点基于单片机的温度控制系统设计是一项具有挑战性和实用价值的研究课题。

基于单片机的温度控制系统毕业设计开题报告河北农业大学毕业论文﹙设计﹚开题报告题目基于单片机的温度控制系统设计学生姓名王传秀学号 2008234020323所在院(系) 信息科学与技术学院专业班级电子信息科学与技术指导教师贾雨琛2012 年 04 月 9 日题目基于单片机的温度控制系统设计一、选题的目的及研究意义这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。

通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。

培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。

提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。

当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。

温度信号由18B20温度传感器进行采集，然后经过转换成数字信号后传入单片机，由单片机对数字信号进行相应的处理，从而得到温度控制的目的，然后输出在数码管上进行显示。

首先要解决的是对18B20数字温度传感器本身的属性，它的用法，各个性能参数，内部功能有一个很好的掌握，还要对51单片机［2］的用法，外围电路（温度检测电路，温度控制电路，单片机串口通信的电路，复位电路，数码管显示电路［3］）的设计接法进行进一步的掌握，最后就是软件编写部分了，软件部分需要解决的问题有18B20初始化模块，18B20对温度的获取并转换模块，温度数据的处理模块，温度数据显示模块，超高（低）温控制模块，串口初始化模块。