第一章 绪论
1.1课题的提出及意义
温度与湿度是一项在许多地方中都要监测的重要环境因素。不管是在工业还是农业、仓库保管等领域中，温度和湿度肯定都要必须实时监测的。对于温湿度进行合理有效的监测一方面可以节约大量的资源，另一方面对于各行业安全健康的发展也十分有利。
仓库管理平时的主要工作内容就是要注意潮湿，腐烂，爆炸和霉变，这些也是评判仓管工作情况如何的一项标准。它们是直接影响储藏物的保质时间的重要因素。为了高效率高质量的完成仓库管理的工作，我们首先必须要提高仓库中温度与湿度的监测工作力度。对于仓库温湿度的测量工作，其实一直都在进行着。但是以往的方法是将温度计、湿度测量工具等一些普通测量工具放置在仓库的各个位置，然后人工的去定时拔出温度计湿度计进行读数记录数据，由此完成温湿度的测量，然后判断某处温湿度是否达标，对于不符合标准的库房通过通风、除湿和降温等方式进行调节。很明显，我们发现此种人工检测的方法费时费力、效率不高，而且由于是人工读数，所以可能会产生一些误差，因此我们需要一种相对传统方法造成本比较低、操作方法简单、测量精度高的温湿度监测方法。
1.2国内外现状及发展趋势
早期仓库监测主要采用温度计量法，这种传统方法是根据经验在仓库多个测量点放置温度计，然后仓库的管理工作人员定期每隔一段时间拔出温度计读数记录，从而判断出此时仓库温度值的高低，再决定下一步如何处理储藏物资。
仓库的监测系统在科技迅速发展下有了很大幅度的改进与提升。在过去的几年内，国内外原先成本高昂、结构复杂、功能单一的仓库温湿度监测系统正在慢慢朝着一个成本低、智能化、多参数检测的方向大力发展。
当前，“温-阻”法与“湿-阻”法曾经是国内仓库监测系统的两种主要方案,这样的方案原理就是使用电阻型的温湿度传感器,被测量区域环境的温度跟湿度的参数数值发生变动的话，电阻值也会跟着发生一系列变化，由此判定出仓库内空气的温度以及空气的湿度值。然而此种方案下，温湿度测控系统的精度因为传感器自身灵敏度而受到一定的影响,所以精度不会太高,这样对于一些精度要求比较高的场合比如实验室设备难以满足其条件。一直以来，国内的研究机构一直都在努力的研究传感器测量装置，比如根据以传统电子仪器设计为设计基础的多种动态测试系统等等，这么多研究
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课题和领域的相继成功都代表了国内在传感器领域中不断发展与进步。
在国内不断发展的同时，国外传感器领域也被一些大型企业公司重视，不断的发展与完善。九十年代时便设计出了集成温度湿度测量系统等，新科技的不断产生更加促进了传感器的持续大力发展。
众所周知，时代在进步，科技在发展，传统的温湿度测量技术不管是在灵敏度还是在精度上都已经无法再满足现在这个市场的需求了，因此，最重要的便是再设计研究出一个符合满足新时期人们工作需求传感器。
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第二章 温湿度监测系统的方案确定
2.1设计要求
根据设计任务书中的要求以及考虑到设计出成品的现实实用性，可以确定出方案设计的主要参数为：
温度测量范围：－20—＋45℃； 湿度测量范围： 0—100%Rh； 温度测量精度：±0.01oC； 湿度测量误差：≤5%Rh；
电源电压的工作范围：DC4.5～5.5V；
2.2系统总体方案设计
本设计系统要实现的功能：可以测量出仓库库房实时环境温度和相对湿度值，仓库管理工作人员可以根据各个库房的实际情况设定出温度湿度限值，当温度、湿度数据出现异常，蜂鸣器就会释放出明显的报警信号，以此警示工作人员及时处理。
通过对于各种类型的湿度，温度传感器原理深刻了解后，根据设计的要求以及刚确定的设计参数，选择出合适的单片机控制芯片以及温湿度两种传感器。以单片机为核心而设计的温度湿度监测系统，将由由AT89C51单片机进行控制，并且以温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1101作为温湿度的检测部件，同时结合超限处理模块构建而成的，这样才能达到高精度高实用性的标准，从而满足了系统可以简捷方便地有效监测温湿度的要求。最后作为仓库温湿度监测的设备，设计系统所选择的元器件的成本高低，系统本身的实用性，灵敏度，也是我们设计时必须要考虑的要素。
硬件和软件两部分共同实现此系统设计的全部功能，传感器信号数据的采集等是由硬件部分实现的，对信号进行处理和数据显示等功能则由软件部分实现的。
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2.2.1 控制芯片AT89C51单片机
AT89C51是一种由单块集成电路芯片组成的标准单片机，可以说就像是一台微型计算机，它同样拥有计算机的各种主要部分，其中控制处理数据核心模块有：中央处理器，永久性数据存储或短暂性数据存储的存储器、具有数据传输等功能的可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等等，另外单片机还需要接一些驱动器、锁存器、指令寄存器、地址寄存器等等辅助电路，这些辅助电路会和单片机主要部分用总线等连接在一起，弥补单片机自身的缺陷，因而使得单片机数据传输、信号控制等等功能特别强大，而且工作可靠稳定。所以，AT89C51单片机又被称作MCU，只要将一些适合的软件和外部设备和它相互结合在一起，就能够组成一个单片机控制系统。
P0.0～P0.7P2.0～P2.7P0驱动器P2驱动器VCCGNDRAM地址RAM寄存器P0锁存器P2锁存器Flash程序地址寄 存 器BACCTMP2TMP1SP缓冲器PCONSCONTMODTCONT2CONTH0ALUTL1TH2RCAP2L*SBUFTL0TL2IETH1RCAP2H*PC加1器程序计数器DPTRPSENALEEARST定时控制逻辑电路指令寄存器PSWIP中断、串行口，定时器逻辑P1锁存器P3锁存器OSCP1驱动器XTAL2P3驱动器*只在AT89C52中有XTAL1P1.0～P1.7P3.0～P3.7图2.1 AT89C51内部结构框图
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其引脚图如图2.2所示：
1、主要特性：
（1）32可编程I/O线；
（2）2个16位的定时器/计数器； （3）和MCS-51兼容； （4）5个中断源； （5）可编程串行通道；
（6）低功耗的闲置和掉电模式； （7）时钟电路。
图2.2 AT89C51引脚图
2、引脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。
P0、P1、P2、P3为4个8位的可编程并行I/O口，这种I/O口都由一个存储器和一个驱动器组成，因此可以被用来实现与外部设备中数据的并行输入/输出，单片机主要是通过这4个八位口和外界联系的。在单片机数据的传输过程中，对这些寄存器进行编址，CPU就可以对接口电路中输入/输出数据进行寄存器读/写操作。
P0口：P0口是特殊功能寄存器，有地址/数据总线之称，是1个标准8位并行I/O口，在此八位口作为通用的I/O口的时候，当它用做输出口，内部总线和P0口的相位是相同的，在脉冲触发了的时候，内部总线就会向端口引脚输出数据。当P0口输入数
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