AT89C51的(de)濕(shi)度(du)檢(jian)測系統設(she)計與(yu)研究(jiu)

圍(wei)為(wei)0%~100%RH，測量誤(wu)差(cha)不大(da)於±2%RH，響(xiang)應時間(jian)小於5s，能(neng)夠滿足壹(yi)般環境(jing)濕(shi)度(du)測量的(de)需(xu)求。通過(guo)AT89C51單(dan)片(pian)機為(wei)核(he)心，結(jie)合(he)A/D轉換電路、看門(men)狗復位電路、串口通信(xin)電路、鍵盤控制(zhi)電路、LED顯示(shi)電路、時鐘(zhong)控制(zhi)電路以及(ji)電源(yuan)控制(zhi)電路等模(mo)塊(kuai)，實現了濕(shi)度(du)的(de)實時檢(jian)測、顯示(shi)、存(cun)儲(chu)以(yi)及(ji)與(yu)上(shang)位機的(de)通信(xin)等(deng)功能。

在硬(ying)件(jian)設(she)計方面(mian)，本(ben)系統選(xuan)用了高(gao)精(jing)度(du)的(de)HS11000電容式(shi)相(xiang)對濕(shi)度(du)傳感器，其(qi)性能(neng)穩(wen)定可靠，測量精(jing)度高(gao)，響(xiang)應速度快(kuai)，能夠(gou)滿足系統對(dui)濕(shi)度(du)的(de)精(jing)確(que)測量要(yao)求。A/D轉換電路采用了TLC1549轉換器，具(ju)有(you)抗幹擾能(neng)力強、轉換精度(du)高(gao)等(deng)特(te)點(dian)，能夠(gou)將模(mo)擬(ni)電壓信(xin)號準確(que)地(di)轉換為(wei)數(shu)字信(xin)號。看門(men)狗復位電路選(xuan)用X25045芯(xin)片，能(neng)夠有(you)效地(di)防止(zhi)系統因(yin)程(cheng)序(xu)跑(pao)飛或(huo)外(wai)部幹擾而陷(xian)入死(si)循環，提高(gao)了系統的(de)可(ke)靠性。串口通信(xin)電路采用MAX232芯(xin)片，實現了TTL電平(ping)與(yu)RS-232C接(jie)口電平(ping)之(zhi)間(jian)的(de)轉換，使得(de)單(dan)片(pian)機能夠與上(shang)位機進(jin)行(xing)通信(xin)。鍵盤控制(zhi)電路和LED顯示(shi)電路的(de)設(she)計，使(shi)得(de)用戶可以方便地(di)設(she)定濕(shi)度(du)值並實時查(zha)看當前的(de)濕(shi)度(du)信(xin)息(xi)。時鐘(zhong)控制(zhi)電路由(you)實時日歷時鐘(zhong)芯(xin)片PCF8563提(ti)供，能(neng)夠(gou)完(wan)成各種復雜(za)的(de)定時服(fu)務，同(tong)時與(yu)單(dan)片(pian)機配合(he)，將采集到(dao)的(de)濕(shi)度(du)值和時間(jian)數(shu)據壹(yi)同(tong)存(cun)儲(chu)到(dao)E2PROM存(cun)儲(chu)卡中(zhong)。電源(yuan)控制(zhi)電路的(de)設(she)計，保(bao)證了系統各(ge)模(mo)塊(kuai)能(neng)夠獲得(de)穩(wen)定可靠的(de)電源(yuan)供應(ying)。

在軟(ruan)件(jian)設(she)計方面(mian)，本(ben)系統采用了模塊(kuai)化(hua)的(de)設(she)計思(si)路，主要(yao)包(bao)括采樣(yang)程(cheng)序(xu)、顯示(shi)程(cheng)序(xu)、通信(xin)程(cheng)序(xu)等(deng)模(mo)塊(kuai)。采樣(yang)程(cheng)序(xu)能(neng)夠(gou)控制(zhi)TLC1549正(zheng)常工(gong)作，采集到(dao)濕(shi)度(du)的(de)模(mo)擬(ni)電壓信(xin)號，並將其(qi)轉換為(wei)數(shu)字信(xin)號。顯示(shi)程(cheng)序(xu)將采集到(dao)的(de)濕(shi)度(du)值進(jin)行(xing)濾(lv)波、二(er)—十(shi)進(jin)制(zhi)轉換，並以十進(jin)制(zhi)4位精(jing)度(du)顯示(shi)在LED顯示(shi)屏(ping)上(shang)。通信(xin)程(cheng)序(xu)通過(guo)串行(xing)通信(xin)口(kou)將顯示(shi)的(de)數(shu)據傳送(song)到(dao)上位機，上位機將接(jie)收(shou)到(dao)的(de)數(shu)據進(jin)行(xing)處(chu)理，實現濕(shi)度(du)的(de)遠(yuan)程(cheng)監控和(he)管理。

在系統測試(shi)過(guo)程(cheng)中，我(wo)們對(dui)系統的(de)各(ge)項(xiang)功能進(jin)行(xing)了全面(mian)的(de)測試(shi)，包(bao)括濕(shi)度(du)的(de)測量精(jing)度、響(xiang)應時間(jian)、穩(wen)定性以(yi)及(ji)與(yu)上(shang)位機的(de)通信(xin)等(deng)功能。測試(shi)結(jie)果(guo)表(biao)明，本(ben)系統能(neng)夠(gou)準確(que)地(di)測量出(chu)環境(jing)濕(shi)度(du)值，並且(qie)響(xiang)應速度快(kuai)、穩(wen)定性好，能夠(gou)與(yu)上位機進(jin)行(xing)穩(wen)定可靠的(de)通信(xin)。同(tong)時，我(wo)們也(ye)對系統進(jin)行(xing)了長(chang)時間(jian)的(de)運(yun)行(xing)測試(shi)，驗證了系統的(de)可(ke)靠性和(he)穩(wen)定性。

本(ben)系統在實際(ji)應用中具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)前景(jing)，可(ke)以(yi)用於人(ren)工(gong)氣(qi)候室、智能家(jia)居、農業大(da)棚(peng)等領(ling)域。在人(ren)工(gong)氣(qi)候室中，本(ben)系統可(ke)以(yi)實時監測環境(jing)濕(shi)度(du)值，為(wei)科(ke)研工(gong)作者提供準確(que)可(ke)靠的(de)數(shu)據支(zhi)持(chi)，有(you)助於(yu)研究(jiu)不同(tong)物種(zhong)的(de)生長(chang)、發育(yu)、生理、生化過(guo)程(cheng)。在智(zhi)能家(jia)居中，本(ben)系統可(ke)以(yi)與智(zhi)能家(jia)居系統相(xiang)結(jie)合(he)，實現濕(shi)度(du)的(de)自(zi)動調(tiao)節和(he)控制(zhi)，提(ti)高(gao)人(ren)們的(de)生活質量。在農業大(da)棚(peng)中，本(ben)系統可(ke)以(yi)實時監測大(da)棚(peng)內(nei)的(de)濕(shi)度(du)值，為(wei)農民提供科(ke)學的(de)種(zhong)植(zhi)建議(yi)，有(you)助於(yu)提(ti)高(gao)農作物的(de)產(chan)量和(he)品(pin)質(zhi)。

此外(wai)，本(ben)系統還(hai)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)進(jin)壹(yi)步的(de)優(you)化和(he)改進(jin)。例如(ru)，可以引(yin)入更多的(de)傳感器，實現溫度(du)、光照(zhao)、CO2等(deng)環(huan)境(jing)參數(shu)的(de)實時監測和控制(zhi)；可(ke)以(yi)采用更加先進(jin)的(de)算法和(he)數(shu)據處(chu)理技(ji)術，提高(gao)系統的(de)測量精(jing)度和穩(wen)定性；可(ke)以(yi)設(she)計更加人(ren)性化(hua)的(de)用(yong)戶界面(mian)，提(ti)高(gao)用(yong)戶的(de)使(shi)用(yong)體驗等。

總之(zhi)，本(ben)系統采用高(gao)精(jing)度(du)的(de)電容式(shi)相(xiang)對濕(shi)度(du)傳感器和(he)AT89C51單(dan)片(pian)機為(wei)核(he)心，結(jie)合(he)多(duo)種電路模塊(kuai)和(he)軟件(jian)設(she)計，實現了濕(shi)度(du)的(de)實時檢(jian)測、顯示(shi)、存(cun)儲(chu)以(yi)及(ji)與(yu)上(shang)位機的(de)通信(xin)等(deng)功能，具(ju)有(you)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)前景(jing)和(he)重(zhong)要的(de)實際(ji)意義(yi)。通過(guo)不斷(duan)的(de)優(you)化和(he)改進(jin)，相信本(ben)系統將在未(wei)來的(de)環(huan)境(jing)監測和控制(zhi)領(ling)域發(fa)揮(hui)更加重(zhong)要的(de)作用(yong)。