工程应用综合设计报告书--智能家居温湿度检测系统设计

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1、南通大学工程应用综合设计报告书题目智能家居温湿度检测系统设计学生姓名: 学院:电气工程学院专业:建筑电气与智能化班级:建筑电气学号:起讫日期2015.12.21~2016.1.25指导教师职称教授指导教师职称副教授发报告书日期2017年1月5日摘要“智能家居”（IntelligentHome）是通过采用先进的计算机、通信和控制技术，建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统等组成的家庭服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、舒适的居住环境以及便利的通讯网络的家庭住宅。本课题基于YL-STM32F107VC开发板对室内温度和湿度进行检测控制，从而提高居住的环

2、境及舒适度，对智能家居的发展具有十分重要的意义。关键词：智能家居；YL-STM32F107VC；温度和湿度；舒适度。目录摘要2第一章绪论31.2温度和湿度智能监控系统发展现状31.2.1国外发展现状31.2.2国内发展现状3第二章STM32F107单片机42.1STM32F107单片机介绍42.2系统图4第三章硬件设计53.1温度传感器设计53.2单片机系统设计63.2.1启动选项63.2.2复位电路73.2.3时钟电路73.3显示电路设计83.4报警电路设计103.5存储模块设计103.6通信模块设计11第四章软件设计123.1系统主程序流程图123.2温度传感器程序设计

3、133.3显示程序设计143.4报警程序设计153.5存储模块程序设计163.6通信模块程序设计17参考文献18第一章绪论1.2温度和湿度智能监控系统发展现状1.2.1国外发展现状在国外对温湿度检测技术研究比较早，始于20世纪70年代。显示采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制，80年代末出现了分布式控制系统，目前正开发和研制计算机采集控制系统的多因子控制系统。现在世界各国的温度检测技术发展很快，一些国家在实现现代化的基础上正走向完全自动化、无人化的发展。1.2.2国内发展现状在中国，对于温湿度检测技术的研究比较晚，始于20世纪80年代。近年来，我国引进了

4、多达16个国家和地区的工厂环境控制系统，在总体上，正消化吸收、简单应用阶段化向实用化、综合性应用阶段过度和发发展，对推动温湿度检测产生了积极的作用。与此同时，我国的温湿度测控设施计算机应用以单片机控制的单参数单回路系统居多，在生产实际中仍然有许多问题困扰这我们，比如环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。与发达国家相比较，还是存在一定差距的。基于我国目前这种的状况，更需要我们去深入研究。第二章STM32F107单片机2.1STM32F107单片机介绍课题研究的多点测温系统是以STM32F107单片机和单总线数字温度传感器DS18B20为核心，充分利用单片机优越

5、的内部和外部资源及数字温度传感器DS18B20的优越性能构成一个完备的测温系统，实现对温度的多点测量。整个系统由单片机控制，能够接收传感器的温度数据并显示出来，还可以从按键输入命令，系统根据不同的命令，实现不同的功能，并且能够对异常情况进行报警,还可以将测量数据保存起来以供以后查询使用或者通过串口传给PC机。由于单片机具有强大的运算和控制功能，使得整个系统具有模块化、硬件电路简单以及操作方便等优点。2.2系统图本课题的整个系统是由单片机系统电路、温度传感器电路、显示电路、键盘电路、报警电路，存储电路，串口通信电路等构成。其系统框图如图2.1所示：STM32F107单片机存储

6、电路DS18B20报警电路键盘电路发光LED复位电路LCD显示时钟电路PC计算机RS-232电源电路图2.1系统整体框图第三章硬件设计3.1温度传感器设计DS18B20单总线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内，与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式，其可以分别93．75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，最大分辨率为0．0625℃，而且从DS18B20读出或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单总线接口)。DS18B2

7、0与单片机的硬件连接有两种方法，一是外部电源供电方式：VCC接外部电源，GND接地，I/0与单片机的I/0线相连；二是寄生电源供电方式:VCC和GND接地，I/0接单片机I/0线。无论是哪种供电方式，I/0口线都要接4．7kQ左右的上拉电阻。正是由于以上特点，DS18B20广泛应用于过程控制、环境控制、建筑物、机器设备中的温度检测。其外形和管脚如图2.2所示：图2.2DS18B20外部形状及管脚图本课题设计采用外部电源供电方式，四个数字式温度传感器DS18B20与单片机连接如图2.3所示：图2.3DS18B20与单