基于51单片机和上位机的湿度监测系统设计+源程序(2)
致谢 36
参考文献 37
附录A 程序代码清单 39
1 绪论
湿度，表示大气干燥程度的物理量，是电子、化工、机械、温室农业等行业重要的检测和控制参数之一。随着科学技术的不断发展，出现了各种高精度高性能的传感器和控制器，各行业对湿度监测和控制要求也变得越来越高。针对这一现状，研制一款可靠且经济的湿度监测系统是很有必要的。
1．1 选题的意义及目的
近年来，随着研究不断深入，技术的不断发展，出现了各种高性能的微控制器和高精度的湿度传感器，这也使得湿度测量的应用进一步普及，现在已经很难找出一个与湿度监测控制无关的领域，当然这些高性能设备的出现也使得相应领域对湿度监测和控制的要求也变得更加严格。
在工业生产过程中，（气体空间的相对湿度，固态物质的水份含量）是最难的测量任务之一[1]。在许多工业生产车间（如纺织、造纸、制药、食品包装等），为满足生产环境需要，都要求将湿度文持在一定范围内。而传统湿度测量方法是用湿度表、双金属式测量计和湿度纸等测试器材，通过人工进行检测[2]。然而这种方式存在很大缺陷，人工监测费时费力，而且测量的数据存在很大的人为误差。人工测量的场合也存在很大局限性，在某些场合，在存有火药、炸药、某些化学无匹等危险品的仓库测量数据还伴随着一定的风险。而湿度监测系统则可以解决这一问题。
在半导体、化工、制造业的工业的生产车间，有许多设备会产生热量，这些热量会影响环境中的温度和湿度，如果湿度和温度超出了所允许的范围，这可能会引起重大灾难，给人和工厂造成不必要的损失 [3]。空气越干燥，越容易产生静电，工作环境的相对湿度的最佳范围在30%—50%。一些清洁场所一般要求相对湿度在50%，由于存在对腐蚀和湿度的影响较敏感的器件，其它环境需要较低的相对湿度[4]。因此工业生产车间的湿度控制是非常必要的，湿度的正常与否直接影响到产品的质量。
工业生产车间的湿度的监测与控制十分必要，因此设计一个经济、可靠和低功耗的湿度监测系统具有很大的现实意义。
1．2 国内外研究现状
1．3 本课题的主要研究内容
与传统的人工测试方法相比,湿度自动控制系统具有可靠性高、效率高等优点，特别适合车间湿度的自动测量和控制，使设备和系统正常运行在最佳态，同时可实时将测量的湿度反馈给上位机，实现远程监测。本课题设计一个基于单片机的湿度显示仪，利用湿度传感器和LED显示模块构成湿度监控系统，实时显示车间湿度；利用RS232串口上传湿度数据，实现远程监测，并进行实验验证。具体展开如下工作。
1) 系统总体方案设计，根据设计目标，完成系统个功能模块的设计。
2) 湿度监测系统硬件电路设计，完成各模块电路设计，绘制硬件电路。
3) 湿度监测系统软件设计，编写系统软件。
4) 基于Proteus的仿真，软硬件的联机调试及系统仿真。
2 系统总体分析及方案论证
2.1 系统设计原则
系统设计应当遵循个高可靠性、经济、易用性和可扩展性的原则。
2.1.1 高可靠性
高可靠性是单片机系统所必须遵循的原则，所设计的系统必须保证能够可靠的运行。在系统设计的各个环节，都应当遵循高可靠性的设计原则。提高系统的可靠性可以从以下几方面来考虑：使用高可靠性的元器件、使用备份系统、对输入输出进行抗干扰以及算法的可靠性等。