基于DHT11的實(shí)驗室多點(diǎn)溫濕度報警系統設計

摘要：以單片機為控制核心，采用DHT11溫濕度傳感器，12864LCD顯示模塊，實(shí)現了實(shí)驗室多點(diǎn)溫濕度參數的實(shí)時(shí)采集、顯示和超限報警功能。系統的優(yōu)點(diǎn)為單總線(xiàn)串口通信，使系統結構簡(jiǎn)化，節約了單片機資源，易于系統的功能擴展。
關(guān)鍵詞：DHT11；單片機；溫濕度傳感器；報警

0 引言
實(shí)驗室作為學(xué)生實(shí)驗和科研活動(dòng)的重要場(chǎng)所，實(shí)驗室環(huán)境指標是否符合要求，直接關(guān)系到實(shí)驗能否順利進(jìn)行，乃至實(shí)驗的成敗，特別是對于醫學(xué)院校生物、生理等實(shí)驗課程，都要求穩定的實(shí)驗室環(huán)境，所以對于實(shí)驗室環(huán)境參數的檢測就顯得尤為重要。傳統的實(shí)驗室溫度濕度檢測方案基本使用溫濕度傳感器采集信號，經(jīng)放大、濾波、校準、模數轉換、顯示等硬件電路實(shí)現，這種方案由于硬件系統復雜，調試困難，使用時(shí)系統小元件故障就可能造成系統不穩定乃至癱瘓。鑒于此，我們采用數字溫濕度傳感器DHT11對傳統溫濕度檢測方案進(jìn)行改進(jìn)設計，對實(shí)驗室溫濕度參數采用多點(diǎn)檢測，實(shí)現了實(shí)時(shí)綜合評估實(shí)驗室溫濕度環(huán)境適宜性的目的。

1 系統原理及硬件構成
1．1 系統原理
實(shí)驗室多點(diǎn)溫濕度報警系統原理框圖如圖1所示，由低性?xún)r(jià)比單片機對數字溫濕度傳感器控制，通過(guò)模擬溫度傳感器通訊時(shí)序，實(shí)現對溫濕度數據采集，并對數據處理、顯示。當溫濕度數據超出設定溫濕度值時(shí)，由單片機驅動(dòng)報警裝置，實(shí)現現場(chǎng)報警功能。

1．2 硬件選型
單片機選用國產(chǎn)宏晶科技生產(chǎn)的高性?xún)r(jià)比STC89C51RC系列，與傳統8051單片機相比，其具有功耗低，抗外部電磁輻射干擾強，程序下載方式為UART方式等優(yōu)點(diǎn)，使用非常方便。顯示模塊采用自帶漢字庫的LCD12864，主控芯片為ST7921，要求支持串口通信(部分LCD模塊需要跳線(xiàn)才能實(shí)現串口通信功能)。報警裝置采用LED與蜂鳴器實(shí)現聲光報警，當溫濕度超出設定值時(shí)，單片機I／O口輸出高電平，經(jīng)NPN型三極管驅動(dòng)大電流蜂鳴器和高亮發(fā)光管，實(shí)現報警功能。
1．3 DHT11特性研究
DHT11數字溫濕度傳感器，是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。測量范圍相對濕度20％～90％RH，攝氏溫度0～50℃。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機相連接。數據接口采用單線(xiàn)制串行接口，信號傳輸距離可達20 m以上。傳感器典型連接方式如圖2所示，電源正與地跟單片機電源正和地相連接，8路數據接口分別接5．1 k上拉電阻與單片機P1口連接。