摘 要

经过了多年的发展，我国已经成为了世界公认的工业大国，在朝着工业强国的发展道路上，我国还有许多问题需要克服，应不断提升我国工业生产的自动化程度，提高我国工业生产的效率。工业生产离不开车间这个实际生产基地，好的产品更离不开车间良好的环境。本文的研究视角就集中在铸造车间的环境监测上，目的是设计一套对铸造车间湿度和温度进行监测控制的单片机系统，主要实现对铸造车间的湿度和温度监测，在铸造车间的湿度和温度超过一定的界限值后会进行报警，并启动风机对铸造车间降温降湿。本系统的设计主要采用仿真法先对铸造车间环境监测系统的功能进行模拟，然后再根据需求制作实物模拟铸造车间的环境对系统功能进行验证，力图为我国铸造车间的环境监测控制提供一定的实用性设计方案参考。

关键词：51单片机；环境监测；温度；湿度

Abstract

After years of development, China has become a recognized industrial power in the world. On the way to becoming an industrial power, China still has many problems to overcome, to constantly improve the degree of automation of China's industrial production, and to improve the efficiency of China's industrial production. Industrial production is inseparable from the workshop of the actual production base. Besides, a good product is inseparable from the workshop of a good environment. Research perspective of this article is focused on the environmental monitoring in the foundry, the purpose is to design a set of casting workshop humidity and temperature monitoring control of single chip microcomputer system, the main implementation of humidity and temperature monitoring in the foundry, the humidity and temperature in casting workshop after more than a certain threshold value will be carried out in alarm, and start the fan to foundry wet cooling down. The design of this system mainly uses the simulation method. Firstly, simulate the function of the environmental monitoring system of the casting workshop. Then, according to the demand , make physical simulation of the environment of the casting workshop to verify the system function. Through it, trying to provide some practical design scheme reference for the environmental monitoring and control of the casting workshop in our country.

Key word: 51 single-chip microcomputer; Environmental monitoring; Temperature; Humidity

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 课题研究内容 3

1.5 预期目标 3

第2章 方案的比较与选择 4

2.1 单片机模块比较与选择 4

2.2 温湿度模块比较与选择 4

2.3 通信模块比较与选择 5

第3章 系统模块介绍 6

3.1 系统架构 6

3.2 系统分模块介绍 6

3.2.1 温湿度监测模块 6

3.2.2 LCD显示模块 8

3.2.3 时钟模块 10

3.2.4 单片机控制模块 11

3.2.5 继电控制模块 12

3.2.6 报警模块 12

3.2.7 通信模块 13

第4章 系统软件设计 14

4.1 主程序 14

4.2 温湿度采集程序 15

4.3 时钟程序 15

4.4 显示子程序 16

4.5 通信子程序 17

第5章 系统结果调试 18

5.1 软件介绍 18

5.2 程序开发流程 18

5.3 结果测试 20

第6章 结论与展望 23

6.1 结论 23

6.2 展望 23

参考文献 24

附录A 25

致谢 27

第1章 绪论

1.1 研究背景

我国拥有世界上最完整的工业体系，拥有世界上最强的工业生产能力和大量的工业铸造生产车间，铸造生产环境复杂多样。复杂多变的环境加大了我国工业生产的难度，也为我国的生产带来新的挑战^[1]。

现代制造业对产品的要求越来越严格，对产品精度的要求越来越高，这导致目前工业产品对生产环境的要求也越来越高，生产环境的一点点变化都会给工业产品带来极大的影响。作为对工业产品生产影响较大的两个因素，温度和湿度一直都是铸造车间所要认真控制的环境量，否则极易给工业产品质量带来严重的影响，极大地提高产品的次品率，影响工厂实际生产效益，这样的工业产品应用到生活中则会给人们带来许多潜在的安全隐患。为了保证每件工业产品的生产质量，我国必须保证铸造车间的环境处于生产的最佳环境。因此，我国一直都把对铸造车间的环境监测当作生产过程中的重要步骤过程，对铸造车间的环境监测也是我国工业化研究的重点^[2]。铸造车间是工业生产的第一基本生产车间，其堆放着大量的钢材，而车间温度和湿度对钢材质量有着直接影响，这就会影响后续加工产品的质量，必须对铸造车间的湿度和温度进行严格控制，才能保证工业生产的正常进行。本文正是在相关温湿度监测控制系统的研究背景下进行的。

1.2 研究目的和意义

本次系统设计研究的目的主要是为我国铸造车间设计一款温湿度监测控制系统，达到显示铸造车间实时温度和湿度，在温度或湿度超过一定限度值后进行报警并启动风机进行降温降湿的目的，保证铸造车间的温湿度始终处于合适的状态，确保工业生产的正常进行，保证工业产品的质量。

本次系统设计研究的意义则在于对铸造车间的温湿度进行监测控制，有利于铸造车间更好地控制生产环境，保证铸造车间环境始终处于适宜生产的状态，对提高生产良品率，提升产品质量，提升工业生产效益都有着重要的意义，同时也能为其他单片机系统的设计提供一定的参考意义。

1.3 国内外研究现状

自从工业革命席卷世界以来，全世界的生产力都有了极大的提升，工业革命也为世界创造了足够多的财富，但是在工业高速发展的背后，是环境被严重破坏的沉重代价。西方是工业革命的起源地，也是最先面对环境污染问题的地区，其在花费了大量资金修复环境的同时，还建立了环境监测制度。直到今天，环境监测仍然一直都是世界工业现代化的研究重点，许多国家的学者都在这方面的研究投入了巨大的精力，并取得了不错的研究成果，在环境监测和保护方面做出了较大的贡献。而环境监测的重点在于监测环境的各项指标，不仅包括监测狭义的温湿度这类基本的物理量，还包括监测广义的环境中的基本物理量和出现的各类环境污染物浓度^[3]。