单片机SHT11远程仓库湿度监测系统的设计与实现

**单片机设计介绍,基于单片机SHT11远程仓库湿度监测系统

文章目录

  • 一 概要
  • 二、功能设计
  • 设计思路
  • 三、 软件设计
  • 原理图
  • 五、 程序
  • 六、 文章目录
  • 一 概要

      基于单片机SHT11的远程仓库湿度监测系统是一个集成了硬件与软件设计的综合性系统,旨在实现对仓库湿度的实时监测与数据传输。以下是对该系统的详细概要,包括系统组成、工作原理、功能特点等方面,以清晰的结构进行归纳和表述:

    一、系统组成
    单片机核心控制器:
    选用合适的单片机(如STC89C52等)作为系统的核心控制器,负责数据采集、处理与传输。
    SHT11温湿度传感器:
    用于实时监测仓库的湿度情况,并将数据转换为单片机可识别的数字信号。SHT11传感器具有高精度、低功耗等特点,能够准确测量环境湿度。
    无线通信模块:
    负责将单片机处理后的湿度数据发送至上位机或云端服务器。常见的无线通信方式包括Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT等,可根据实际需求选择适合的通信方式。
    电源模块:
    为单片机、传感器和无线通信模块提供稳定的电源供应,确保系统长时间稳定运行。
    显示与报警模块(可选):
    可选配LCD显示屏用于现场显示湿度数据,以及报警模块(如LED灯、蜂鸣器)用于湿度超限报警。
    二、工作原理
    数据采集:
    SHT11温湿度传感器实时采集仓库的湿度数据,并通过I2C接口与单片机进行通信,将数据传输至单片机。
    数据处理:
    单片机对接收到的湿度数据进行必要的滤波和校准处理,以提高测量精度。
    数据传输:
    处理后的湿度数据通过无线通信模块发送至上位机或云端服务器进行存储、分析和管理。
    远程监控:
    用户可以通过上位机界面、手机APP等方式实时查看仓库湿度情况,并进行远程控制(如设置湿度阈值、启动报警等)。
    三、功能特点
    实时监测:
    系统能够实现对仓库湿度的实时监测,确保数据的准确性和时效性。
    无线传输:
    采用无线通信方式,减少布线复杂度,提高系统的灵活性和可扩展性。
    远程监控:
    用户可以随时随地通过远程终端查看仓库湿度情况,实现远程监控和管理。
    报警功能:
    系统具备湿度超限报警功能,当仓库湿度超过设定的阈值时,能够及时发出报警信号,提醒用户采取措施。
    数据分析与管理:
    上位机或云端服务器可以对接收到的湿度数据进行存储、分析和管理,为仓库环境管理提供有力支持。
    广泛应用:
    系统可广泛应用于物流、仓储、食品、医药等行业,确保货物的安全和品质,降低因湿度问题导致的损失。
    四、总结
    基于单片机SHT11的远程仓库湿度监测系统是一个功能强大、性能稳定的监测系统。通过合理的硬件组成和软件设计,系统能够实现对仓库湿度的实时监测与数据传输,满足各种应用场景的需求。同时,系统还具备远程监控、报警功能以及数据分析与管理等特点,为仓库环境管理提供了全面而有效的解决方案。

    二、功能设计

    SHT11温度+湿度传感器,测量结果用LCD1602显示
    操作的关键部分是
    1.对照SHT11的时序图操作
    2.数值的转换
    3.对SHT11的误差进行线性补偿

    设计思路

    设计思路
    文献研究法:搜集整理相关单片机系统相关研究资料,认真阅读文献,为研究做准备;

    调查研究法:通过调查、分析、具体试用等方法,发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法;

    比较分析法:比较不同系统的具体原理,以及同一类传感器性能的区别,分析系统的研究现状与发展前景;

    软硬件设计法:通过软硬件设计实现具体硬件实物,最后测试各项功能是否满足要求。

    三、 软件设计

    本系统原理图设计采用Altium Designer19,具体如图。在本科单片机设计中,设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus,由于Altium Designer功能强大,可以设计硬件电路的原理图、PCB图,且界面简单,易操作,上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境,用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术,能够很好的满足本次设计需求。

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    仿真实现
    本设计利用protues8.7软件实现仿真设计,具体如图。

    Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一,通过设计出硬件电路图,及写入驱动程序,就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外,protues还能实现PCB的设计,在仿真中也可以与KEIL实现联调,便于程序的调试,且支持多种平台,使用简单便捷。
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    原理图

    五、 程序

    本设计利用KEIL5软件实现程序设计,具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言,C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然,由于其功能强大,C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中,C语言已经逐步完全取代汇编语言,因为相比于汇编语言,C语言编译与运行、调试十分方便,且可移植性高,可读性好,便于烧录与写入硬件系统,因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计,能够实现快速调试,并生成烧录文件,被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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    六、 文章目录

    目 录

    摘 要 I
    Abstract II
    引 言 1
    1 控制系统设计 2
    1.1 主控系统方案设计 2
    1.2 传感器方案设计 3
    1.3 系统工作原理 5
    2 硬件设计 6
    2.1 主电路 6
    2.1.1 单片机的选择 6
    2.2 驱动电路 8
    2.2.1 比较器的介绍 8
    2.3放大电路 8
    2.4最小系统 11
    3 软件设计 13
    3.1编程语言的选择 13
    4 系统调试 16
    4.1 系统硬件调试 16
    4.2 系统软件调试 16
    结 论 17
    参考文献 18
    附录1 总体原理图设计 20
    附录2 源程序清单 21
    致 谢 25

    作者:01单片机设计

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