基于AT89C51的濕度檢測系統(tǒng)設計與研究
前言
人工氣候室是在環(huán)境試驗、科學研究（諸如種養(yǎng)殖、植保、組培、生物工程）等領域應用廣泛的實驗設備。它能模擬自然界的各種氣象條件,按照實驗要求精確控制室內的溫度、濕度、光照以及CO2等指標,復現各種氣候環(huán)境。為研究不同物種的生長、發(fā)育、生理、生化過程創(chuàng)造了環(huán)境條件。因此,人工氣候室廣泛應用在科研、現代農業(yè)、醫(yī)藥、冶金、化工、林業(yè)、環(huán)境科學及生物遺傳工程等領域。
在人的日常生活中,人的居住空間也是一個人工環(huán)境�？諝馕廴�,直接威脅人的身體健康;噪音污染,影響人的情緒、工作、休息、飲食,可以導致神經衰弱;溫度過熱、過冷,導致人的不適,耗費電能;空氣過濕,將使人們感到沉悶和窒息;空氣過燥,又會使人的口腔感到不適,甚至可能發(fā)生咽喉炎等疾病。如果能系統(tǒng)自動控制這個最常見的空間,人的生活將更舒適。所以說,這是一個很有發(fā)展前途的課題,國內外學者已經進行了相關系統(tǒng)的研制[3]、 [5]。本文也就其中最難測量的物理量——濕度進行研究。
1 濕度檢測的原理無線
本系統(tǒng)通過單片機AT89C51[1]及其各種接口電路來實現濕度的檢測。其工作原理是:電容式相對濕度傳感器的容值隨著濕度的變化而線性的變化,通過信號檢測和轉換電路將變化的電容轉換成與之對應的變化的電壓,再由A/D轉換器把模擬電壓信號轉換為數字信號并送入到單片機中,單片機對采集到的信號進行濾波處理并通過查表得到實際測量的濕度值,之后通過單片機的各外部接口電路顯示該濕度值,或通過其與上位機的接口把此值送入到上位機進行保存及打印等操作。
2 系統(tǒng)的硬件構成及功能設計
圖1是系統(tǒng)結構原理圖,其中下位機以單片機AT89C51為核心,配以濕度檢測和傳送電路、A/D轉換電路、存儲器電路、時鐘電路、看門狗復位電路、串行通信電路、鍵盤和LED顯示電路及電源電路等組成。
圖1系統(tǒng)結構原理圖
本系統(tǒng)的濕度傳感器采用高精度的HS11000電容式相對濕度傳感器[2],它采用電容式濕度敏感元件,其特點是尺寸小、響應時間快、線性度好、溫度系數小、可靠性高和穩(wěn)定性好。在相對濕度為0％~100％RH范圍內,電容量由162pF變到200pF時,其誤差不大于±2％RH,而且響應時間小于5s,溫度系數為0.04pF/℃,可見該濕度傳感器受溫度的影響是很小的。為了保存數據的原始記錄,
AT89C51單片機作為檢測儀的核心部分。主要負責將A/D轉換模塊采集到的數據進行處理并送至LED顯示模塊實時顯示;響應鍵盤輸入,查看或修改用戶設定的濕度上限值。文獻[4]采用DSP實現了溫濕度控制器的設計,但是由于DSP的價格較高,不宜應用在各種場合中。
