基于单片机智能加湿器设计开题报告
2020-02-10 23:10:53
1. 研究目的与意义（文献综述）
随着科学技术的发展和生活水平的提高，加湿器开始引起人们的注意，不论是工厂、仓库、车间、还是卧室，加湿器随处可见并且发挥着极其重要的作用。但是，常规的加湿器只是简单地持续加湿,对湿度的调节能力差，容易过度加湿，并且缺乏对水位的检测管理，缺乏安全性。而无论是在日常生活中还是科学试验及工业生产中，不仅要求准确有效的控制湿度，还要确保加湿的安全性。
因此，需要设计一款智能加湿器来有效的调节控制加湿，当环境湿度偏低则开始加湿，达到设定的湿度时就停止加湿，总是把湿度控制在适宜的状态下。水位低时自动报警并且停止加湿，确保加湿的安全性。有效地防干烧和过度加湿，实现加湿器的智能化。目前市面上具有此类功能的加湿器还没有被广泛使用，因此将有良好的市场前景和开发价值。
国外对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。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温湿度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
2. 研究的基本内容与方案
本设计要实现的功能是一个以单片机为核心的温湿度控制系统，需要实现的功能为：
①能够准确的显示当前的温度以及湿度。温度检测的范围0℃-60℃，测温精度：±1℃；湿度检测范围20%-100%RH，测湿精度：±3％RH。
②能够自主调节当前需要温度以及湿度的预设温湿度值，在系统上面有调节按钮，可随时根据需要增加或者减少预设值。
③一旦发现超过了预设值，蜂鸣器蜂鸣报警，控制设备立即启动，立即调控温湿度。
④报警方式为三极管驱动的蜂鸣音报警。
⑤系统的显示方式均为四位显示，采用LCD显示。
系统设计框图如下：
图1加湿器原理框图
首先需要确定的是本次设计要选用的温湿度传感器，温湿度传感器是系统中最初端，也是系统中最关键的一环。市场上的温湿度传感器的种类繁多，根据设计精度要求选择对比目前常用的以下三款产品。
表1常见的温湿度传感器性能比较
| 型号 | AM2302(DHT22) | SHT3X系列 | SI7021 |
| 工作电压 | 直流3.3-5.5V | 2.4-5.5V（宽电压） | 1.9-3.3V（推荐3.3V） |
| 温度测量范围 | -40- 80℃ | -40- 125℃ | -40-85℃ |
| 温度测量精度 | ±0.5℃ | SHT30/SHT31±0.3℃；SHT35±0.2℃ | ±0.4℃ |
| 湿度测量范围 | 0-100%RH | 0-100%RH | 0-99.99%RH |
| 湿度测量精度 | ±2%RH | SHT30±3%RH；SHT31±2%RH；SHT35±1.5%RH； | ±3RH（0-80%RH） |
| 通信方式 | 单总线 | I2C | I2C |
| 价格 | 18元 | SHT30 28元；SHT31 36元；SHT35 78元； | 28元 |
从功率、测量范围、测试精度等方向和对比市场价格和本设计要求综合考虑选择DHT22温湿度传感器。
微处理器方面，本设计采用51单片机作为核心器件，型号为STC89C52。STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
显示模块计划采用LCD1602。LCD1602是一种工业字符型液晶，能够同时显示16×02即32个字符。LCD1602液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，即可以显示出图形。
并且设置了几个按键，可以设置温湿度的上下限报警值，最后加上LED和蜂鸣器作为声光报警模块。
3. 研究计划与安排
2019.2.18——2019.3.18
查阅相关资料，学习有关专业知识，完成外文翻译，撰写开题报告。
2019.3.18——2019.4.14
4. 参考文献（12篇以上）
[1]陈立周，陈宇. 单片机原理及其应用[m]. 北京：机械工业出版社，2008.
[2] 赵继文，何玉彬.传感器与应用电路设计[m]. 北京：科学出版社，2002
[3] 冯育长等.单片机系统设计与实例分析[m].西安：西安电子科技大学出版社,2007
