20屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告二級學(xué)院：班級：學(xué)生：學(xué)號：指導(dǎo)教師：職稱：課題名稱基于STC單片機(jī)的智能溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題類型畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文起止時間開題報告（畢業(yè)設(shè)計(jì)：含課題來源及現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)要求、工作內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)路線、預(yù)期目標(biāo)、時間安排及參考文獻(xiàn)等。字?jǐn)?shù)為3000以上。）（畢業(yè)論文：含課題來源、研究價值，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究內(nèi)容，研究方法，研究思路，論文提綱，預(yù)期目標(biāo)，時間安排及參考文獻(xiàn)等。字?jǐn)?shù)為3000以上。）課題來源及現(xiàn)狀課題來源：溫度和濕度都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要被控的參數(shù)，在具體的控制過程中，兩者已經(jīng)不再是相互獨(dú)立的參數(shù)，而是相互關(guān)聯(lián)的，需要在系統(tǒng)集成中綜合考慮的量。利用單片機(jī)對溫度、濕度進(jìn)行控制，已經(jīng)是系統(tǒng)集成化的需要。事實(shí)證明，借助單片機(jī)控制濕度和溫度，具有控溫、控釋精度高、功能強(qiáng)大、價格低廉、體積縮小、簡單靈活等優(yōu)勢。環(huán)境的監(jiān)測與控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。由于應(yīng)用的場合不同監(jiān)測對象的不同，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是千差萬別。在實(shí)際生活中此類系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，室溫環(huán)境檢測系統(tǒng)中溫度和濕度是兩個重要的顯示和分析指標(biāo)，必須定期抽樣檢查室溫環(huán)境溫度和濕度，以便采取相應(yīng)的措施。要為現(xiàn)代人工作、科研、生活提供更好的更方便的設(shè)施就需要從單片機(jī)技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心，配合溫度傳感器和濕度傳感器，以及相關(guān)的外圍電路組成的檢測系統(tǒng)，可以接收所測環(huán)境的溫度和濕度信號，檢測人員可以通過顯示的數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)控環(huán)境的溫度和濕度情況。相比較常見的溫濕度測量器，本系統(tǒng)包括系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì),可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)了對溫濕度的自動調(diào)節(jié)。在測量范圍和精準(zhǔn)度等方面都有了一定改良。溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)，例如機(jī)械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度濕度的檢測與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注。而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度濕度的檢測及控制就非常有必要了。隨著科技的飛速發(fā)展和普及，高性能設(shè)備越來越多，各行各業(yè)對溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測模式是以人為基礎(chǔ)，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學(xué)性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護(hù)缺乏完整的管理系統(tǒng)。而問世監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費(fèi)，管理不及時的問題，這是由于它的智能化設(shè)計(jì)所決定的。故本次設(shè)計(jì)對于類似項(xiàng)目還具有普遍意義。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：目前國內(nèi)外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、應(yīng)用范圍也較廣泛加之單片機(jī)和大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?；趩螜C(jī)片的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究較少。隨著經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展，人們對自己的生活環(huán)境越來越嚴(yán)格。（1）溫度傳感器智能溫度傳感器(亦稱數(shù)字溫度傳感器)在20世紀(jì)90年代中期問世。它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE_）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。智能溫度傳感器內(nèi)部包含溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU），并且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能，溫度計(jì)也越來越智能化。（2）濕度傳感器濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè)。濕度傳感器主要分為電阻式和電容式兩種，產(chǎn)品的基本形式都是在基片上涂覆感濕材料形成感濕膜。空氣中的水蒸汽吸附在感濕材料上后，元件的阻抗、介質(zhì)常數(shù)發(fā)生很大的變化，從而制成濕敏元件。近年來，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了較大的發(fā)展。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展。國內(nèi)外各廠家的濕度傳感器產(chǎn)品水平不一，質(zhì)量價格都相差較大，用戶如何選擇性能價格比最優(yōu)的理想產(chǎn)品確有一定難度，需要在這方面作深入的了解?，F(xiàn)在國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式濕敏元件較為多見，感濕材料種類主要為高分子聚合物，氯化鋰和金屬氧化物。設(shè)計(jì)要求（1）以單片機(jī)為核心設(shè)置整個系統(tǒng)；（2）實(shí)現(xiàn)傳感器采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，并啟動相應(yīng)設(shè)備調(diào)整溫濕度。設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線大體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：單片單片機(jī)控制單元LED數(shù)碼顯示模塊語音報警模塊溫度傳感器濕度傳感器溫濕度控制系統(tǒng)方框圖如圖所示。該系統(tǒng)可通過按鍵設(shè)置工作地點(diǎn)的溫濕度閾值范圍，由溫濕度傳感器實(shí)時采集溫濕度參數(shù)，由AD轉(zhuǎn)換模塊對所采集到的溫濕度模擬電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行存儲和處理。在單片機(jī)內(nèi)部對數(shù)字量進(jìn)行分析后，將溫濕度數(shù)值送到LED顯示模塊進(jìn)行顯示；同時在單片機(jī)中，將采集到的數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)定的閾值范圍進(jìn)行比較，如果采集到的溫濕度超過了安全線，則語音報警模塊開始報警。傳感器是溫濕度測控系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，它的精度直接影響到整個測控系統(tǒng)的性能。若要準(zhǔn)確地進(jìn)行溫濕度智能控制，選擇合適的傳感器十分重要。全面考慮各種情況，應(yīng)選擇精度比較高的傳感器用作采集系統(tǒng)的敏感元件。預(yù)期目標(biāo)完成模擬調(diào)試，了解自動控制器設(shè)計(jì)的一般工作流程與設(shè)計(jì)方法完成設(shè)定指標(biāo)的自動調(diào)節(jié)；溫度測量范圍-25度~60度。精度為：0.5度；溫度控制范圍：10-40度，精度為：1.5度；濕度控制范圍：40%-80%，精度為：5%；系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間：5分鐘。工作內(nèi)容及時間安排工作內(nèi)容：（1）分析季節(jié)變換對于本地環(huán)境（溫、濕度）變化規(guī)律；了解人類生活最佳環(huán)境狀態(tài)；（2）選取對于人類生活環(huán)境溫、濕度調(diào)節(jié)方案，構(gòu)建環(huán)境變量（溫、濕度）調(diào)節(jié)模型；（3）選取環(huán)境變量控制方案、分析其特性；（4）設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制器（硬件、軟件）；（5）完成調(diào)試與仿真。時間安排：1～2周查找資料，了解課國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，明確自己的工作目標(biāo)及成果；3～6周確定基本原理及工作方案，開展初步論證；確定系統(tǒng)的軟件流程圖，并劃分模塊，明確各模塊的功能；7～9周細(xì)化各模塊的流程圖，編寫子程序，進(jìn)行模塊程序的調(diào)試；10～13周進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試；13～15周對調(diào)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，撰寫設(shè)計(jì)說明書。參考文獻(xiàn)蔡用霞，呂小梁，盧佩基于AT89C51的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)科技信息2010鐘曉偉，宋蟄存基于單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備2010郭大川，張鵬基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)廣播電視信息2009卑璐璐，劉玉珍，黃凱無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)世界科技研究與發(fā)展2009李興山，翟衛(wèi)青基于溫濕度控制系統(tǒng)的研究安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2009黃震宇溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)糧食與食品工業(yè)2008王寶芹，范長勝，郭艷玲基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備2008楊學(xué)存，侯媛彬基于MSP430單片機(jī)溫濕度控制器的實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械2005馬惠鋮實(shí)驗(yàn)室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電子測試2013李俊，張曉東基于單片機(jī)的溫濕度檢測與控制系統(tǒng)研究微計(jì)算機(jī)信息2008王彬，楊磊任振輝一種基于單片機(jī)的溫室控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息2010馬明濤，馬明宇大棚溫濕度自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2011指導(dǎo)教師