编号：
M22032-03M-LW
设计摘要：
本设计基于单片机的温湿度控制系统设计旨在实现温湿度的准确检测和智能化控制。该设计的核心是单片机，其作为系统的控制中心，能够精确地采集和处理温湿度传感器的数据。单片机通过与温湿度传感器的连接，能够实时更新温湿度数值，并将其显示在液晶屏上。通过按键设定功能，用户可以根据自己的需求设置温湿度的阈值，系统会根据设定的阈值来判断是否触发报警。一旦温湿度超过阈值，蜂鸣器会发出警报声，提醒用户注意室内环境。
总之，该基于单片机的温湿度控制系统设计实现了对室内温湿度的准确监测和智能化控制。系统方便灵活，用户可以根据自己的需求设定阈值，并随时了解室内温湿度的变化情况。该设计为人们提供了一种简单易用、功能全面的温湿度控制解决方案，提高了室内空气质量，保护人们的健康，提供更加舒适的生活环境。
关键词：单片机；温湿度控制；阈值报警
字数：11000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 继电器模块
3.3 蜂鸣器
3.4 独立按键模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 温湿度检测实物测试
5.3 设置温湿度阈值实物测试
5.4 温湿度自动控制实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2显示检测测试
6.3设置阈值检测测试
6.4湿度控制的测试
6.5温度控制的测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着现代社会的发展和人们对生活质量的要求不断提高，室内温湿度的控制成为了人们关注的重要指标。过高或过低的室内温湿度会影响人们的健康和居住舒适度，甚至对室内设备和物品造成损害。为了能够实现室内温湿度的准确检测和智能化控制，开发一种基于单片机的温湿度控制系统变得迫在眉睫。
该基于单片机的温湿度控制系统设计的目的是实现室内温湿度的准确检测和智能化控制。通过引入温湿度传感器和单片机技术，该系统能够实时监测和记录室内温湿度的情况，并根据用户设定的阈值进行报警和控制操作。系统旨在提供一个简单易用、功能全面的温湿度控制解决方案，以提高室内空气质量和居住舒适度，满足人们对健康生活环境的需求。
这个设计具有重要的意义。首先，通过该设计可以提升室内舒适度。室内温湿度是影响人们生活舒适度的重要因素之一。过高的温度和湿度会使人感到闷热和不适，而过低的温度和湿度则会引起干燥和寒冷的感觉。该设计通过准确检测和控制温湿度，帮助人们创造一个舒适的室内环境。当温湿度超过设定的阈值时，系统会及时报警并进行相应的控制操作，保持室内温湿度在适宜范围，提高居住舒适度。其次，该设计有助于保护健康。不适宜的室内温湿度可能导致各种健康问题，如呼吸道感染、过敏反应等。特别是对于儿童、老年人和患有呼吸道疾病的人群来说，室内温湿度的合理控制尤为重要。该设计可以帮助人们及时发现并处理室内温湿度异常情况，减少相关健康风险，维护身体健康。第三，该设计具有节能环保的效果。通过智能化温湿度控制，系统能够自动调节空调和加湿器等设备的工作状态，减少能源的消耗。合理控制室内温湿度不仅可以降低能源开支，还可以减少对环境的负面影响，实现节能环保目标。这对于推动可持续发展和建设绿色家居环境具有重要意义。最后，该设计还有助于促进科技发展。该设计使用了单片机技术和温湿度传感器，结合智能化算法实现温湿度控制系统。推动了单片机和传感技术在智能家居领域的应用，促进了相关领域的科技创新与发展。通过引入先进的技术手段，该设计为人们提供了一种全面、有效的温湿度控制解决方案。
综上所述，基于单片机的温湿度控制系统设计旨在实现室内温湿度的准确检测和智能化控制，提升室内舒适度、保护健康、节能环保，并具备数据记录与分析功能。该设计有助于提高居住环境质量，满足人们对健康生活的需求，促进科技发展和社会进步。通过引入先进的技术手段，该设计为人们提供了一种全面、有效的温湿度控制解决方案。
1.2 国内外研究现状
在国内，随着科技的不断发展和人们对生活质量的要求提高，温湿度控制系统的研究和应用逐渐得到重视。一些大学和研究机构积极开展相关的研究工作，提出了不同的设计方案和技术解决方案。例如，一些研究团队基于单片机、传感器和无线通信技术，设计了温湿度监测系统，并通过手机App实现了远程监控功能。这些研究成果在实验室、仓库、温室等场所得到了一定的应用。
在国外，温湿度控制系统的研究和应用也取得了一些进展。一些发达国家的研究机构和企业致力于开发智能家居系统，其中包括温湿度控制系统。这些系统通过传感器和无线通信技术，能够实现对温湿度的实时监测和控制，并且可以通过手机或其他终端进行远程操作。此外，一些国际学术会议和期刊也经常出现与温湿度控制系统相关的研究论文，涉及到嵌入式系统、传感器技术、通信技术等多个领域。
然而，无论国内还是国外的研究现状都存在一些共同的挑战。首先，温湿度控制系统需要对环境参数进行准确的检测和监测，因此需要高精度的传感器和采集技术支持。其次，系统的设计需要考虑能耗和成本的问题，以保证系统的实用性和可扩展性。此外，远程监控和智能化控制也需要稳定可靠的通信手段和算法支持。
为提高温湿度控制精度和稳定性,任卫红，史君诚（2021）结合ATmega16单片机和DHT11温湿度传感器设计了一种温湿度控制系统.该系统可实时采集温度和湿度,并根据计算结果实现降温,升温,加湿和除湿等操作.给出了系统硬件结构和软件设计方法.为进一步提高系统控制精度,基于深度学习网络设计了 一种温湿度控制器,可以判断和预测温湿度变化趋势.最后,进行了实验研究.实验结果表明,采用所述温湿度控制方法可提高温度和湿度控制精度,提高系统响应速度,降低系统达到稳态所需时间[1]。
李昆仑，刘兵，徐鹏程（2021）设计采用STC15单片机作为检测系统控制核心,搭配温湿度DHT11传感器,按键模块和报警模块实现温湿度在线检测.DHT11将温湿度转换成数字信号,单片机进行处理后再将温湿度值以数值形式送到LCD1602液晶显示屏上显示,通过按键对温度,湿度的报警范围进行设置,报警电路部分由蜂鸣器和四个LED发光二极管组成,当检测值超过设定警示范围时,蜂鸣器鸣叫,对应指示灯自动点亮,完成声光报警指示,可在大棚温室和仓库应用[2]。
苏一洲（2023）设计了基于STM32单片机的室内温湿度控制系统.硬件部分选用STM32F103VE单片机来设计主电路;软件设计中将液晶显示,温湿度数据采集以及串口通信三大模块连接以完成温湿度控制系统.实验结果表明该系统具有强大的数据分析,反馈能力以及较高的数据采集精度,可用于调控例如蔬菜大棚等封闭空间内的温湿度情况,为不同品种或生长周期不一样的农产品提供最适宜的生长环境,以提高农产品供给的有效产率和产出质量[3]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计基于单片机的温湿度控制的系统软件。系统软件由STM32最小单片机，DHT11温湿度传感器检测温湿度，继电器扇模块进行加热、降温、加湿度和被动蜂鸣器警报模块设计，并具有单独的功能键模块一起形成。主要设计内容如下：
1、可以通过温湿度传感器检测温湿度
2、可以通过按键设置温湿度阈值
3、当温湿度超过阈值时，蜂鸣器报警
