畢業(yè)論文---溫濕度監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一個(gè)寬量程多點(diǎn)智能化的溫濕度監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人類社會取得了長足的進(jìn)步！在居家生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航

2、天等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境中的濕度和溫度進(jìn)行測量及控制并且的到直觀的數(shù)據(jù)分析。本系統(tǒng)軟件與硬件相結(jié)合，全面的分析所采集的溫濕度信息。硬件采用18B20溫度傳感器和HS1101濕度傳感器芯片。利用串口通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。利用了價(jià)位低廉大眾化的AT89C51單片機(jī)。LED顯示電路,聲光報(bào)警電路都由AT89C51單片機(jī)控制。同時(shí)設(shè)計(jì)了能給系統(tǒng)提供穩(wěn)定工作電壓的電源電路。為了提高系統(tǒng)的抗干擾性能，對濕度、溫度的檢測采用了硬件抗干擾和軟件抗干擾的綜合

3、方法。硬件采抗干擾措施采用集成看門狗芯片DS1232，它使系性能得到了改善。也為軟件獲取準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的溫濕度信息做了最有利的保障。在設(shè)計(jì)中，對誤差產(chǎn)生的原因也進(jìn)行了一些理論上的分析，并證明了這種設(shè)計(jì)方案是可行的。由本設(shè)計(jì)課題做成的溫濕度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、量程寬，具有較高的可靠性、安全性及實(shí)用性。</p><p>　　在優(yōu)勢的硬件支持下，本設(shè)計(jì)的軟件實(shí)現(xiàn)了可靠數(shù)據(jù)的分析功能，數(shù)據(jù)接收并處理成直觀的圖像，帶有歷

4、史資料分析，數(shù)據(jù)圖表化等功能。在Vc++6.0的編程環(huán)境下完成了串口通信界面的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了直觀化，人性化的串口接收數(shù)據(jù)接收界面，并且有效的保障了數(shù)據(jù)額接收的安全性和實(shí)時(shí)性。并連接了SQL數(shù)據(jù)庫能有效的記錄溫濕度傳感器傳回的實(shí)時(shí)信息，該軟件在讀取數(shù)據(jù)庫信息時(shí)將其轉(zhuǎn)化成的圖像分析讓人一目了然，表格數(shù)據(jù)也能具體反映溫濕度的實(shí)時(shí)變化信息。</p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機(jī) 18B20溫度傳感器 HS1101濕度傳感器

5、串口通信 Vc++數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)分析軟件</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p><b>　　1.1引言3</b></p><p>　　1.2系統(tǒng)開發(fā)的背景和意義3</p><p>

6、;　　第二章 溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件概述3</p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　3.1.1系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.2系統(tǒng)功能分析5</p><p>　　3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想5</p><p>　　3.3 系統(tǒng)模塊功能解析

7、6</p><p>　　第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)7</p><p><b>　　3.1硬件說明7</b></p><p><b>　　3.1.1設(shè)計(jì)7</b></p><p><b>　　3.1.2電路7</b></p><p><b>　　

8、3.2軟件實(shí)現(xiàn)7</b></p><p>　　3.2.1流程圖7</p><p>　　3.2.2軟件模塊7</p><p>　　第四章、溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件說明書13</p><p><b>　　結(jié)束語20</b></p><p><b>　　致 謝21&

9、lt;/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　濕度和溫度是測量領(lǐng)域內(nèi)十分重要的被測對象。不管是人類賴以生存的居住環(huán)境，還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

10、，亦或者是軍事、氣象觀測等領(lǐng)域都需要對溫度和濕度進(jìn)行測量和控制和分析。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器及傳感器材技術(shù)的迅速發(fā)展，測量領(lǐng)域內(nèi)對溫度和濕度的檢測也取得了跨越式的發(fā)展！可以說對溫濕度的測量與控制水平直接影響到人類的所有活動。對于溫度濕度信息的測量和分析也越來越受到關(guān)注。</p><p>　　現(xiàn)代人類對生活環(huán)境的要求越來越高，尤其是溫濕度的影響，溫度高了或者低了都直接影響著這個(gè)社會，而濕度低了或

11、高了也同樣影響著我們的生活以及其他物種的生存條件。人們總要知道溫濕度的變化及規(guī)律進(jìn)而控制。</p><p>　　濕度和溫度是眾多領(lǐng)域中需要檢測的重要環(huán)境參數(shù)。不僅在工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，還是在氣象衛(wèi)星、倉庫保管等領(lǐng)域，對溫度和濕度的測量都是隨處可見的。對溫度和濕度的測量、分析和監(jiān)控也是十分有意義的。對濕度和溫度進(jìn)行合理有效的調(diào)控不僅可以節(jié)約能源還更有利各行業(yè)安全健康的發(fā)展。</p><p>　　

12、在工業(yè)領(lǐng)域，各種現(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備都需要考慮其所在工作環(huán)境的溫濕度。電器設(shè)備是工業(yè)領(lǐng)域最常使用也是使用最多的基礎(chǔ)設(shè)備。溫濕度的高低對電器設(shè)備的研發(fā)者來說是必須要考慮的重要課題。工程師在設(shè)計(jì)電器產(chǎn)品的時(shí)候必須要考慮設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品將來工作環(huán)境中溫濕度的大小，使用過程中散熱通風(fēng)的問題。選擇合適的材料并且對電氣設(shè)備外表面進(jìn)行合理有效的封裝可以提高電氣設(shè)備的使用壽命。大型的電器設(shè)備長期處于高電壓、大電流和滿負(fù)荷運(yùn)行，其結(jié)果是造成熱量集結(jié)加劇，由電流熱

13、效應(yīng)造成的危害直接影響電器設(shè)備的絕緣設(shè)施，危害機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和操作人員的人身安全，所以就要求對電氣設(shè)備的溫濕度狀況進(jìn)行測量控制。</p><p>　　溫濕度對植物、動物的生長都有一定的影響，當(dāng)溫度達(dá)到了植物和動物生長所能承受的最高值和最低值時(shí)，這些植物和動物就會慢慢的消失，或者演變成其他的一些物種，同樣濕度也對動植物的生長有著不可小視的影響，所以對一定的溫濕度我們必須測量。同時(shí)我們也必須要記錄大氣的溫濕度的變化，

14、這樣我們才更能對我們的生活的環(huán)境的變化有個(gè)直觀的了解！</p><p>　　1.2 系統(tǒng)開發(fā)的背景和意義</p><p>　　近年來，國內(nèi)外在濕度和溫度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。溫濕度傳感器正從結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能簡單向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代溫濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將溫度、濕度測量技術(shù)提高到新的水平。國內(nèi)數(shù)字溫濕度儀測量溫濕度采用的主要方法有:“溫—阻

15、”法和“濕—阻”法,即采用電阻型的溫濕度傳感器,利用其阻值隨溫濕度的變化測定空氣的溫度和相對濕度。受傳感器靈敏度的限制,這類溫濕度儀的精度不可能很高,一般條件下還可以滿足需要,但是在環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備等對精度要求頗高的場合就難以滿足要求了。</p><p>　　目前，國外對溫濕度傳感器技術(shù)的研究也有了較大的進(jìn)展，特別是用電阻式溫濕傳感器發(fā)展更快，人們不僅在電阻式陶瓷溫濕度傳感器特性方面做了大量工作，而且在高分子電阻式濕

16、度傳感器上做出可喜的研究成果。</p><p>　　第二章、溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件概述</p><p>　　2.1 溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件概述</p><p>　　長期以來傳統(tǒng)的溫濕度數(shù)據(jù)記錄方式通常采用的是人工記錄或普通記錄儀用墨水在記錄紙上繪制曲線，其體積龐大、精度低、墨水易堵塞、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，。后來出現(xiàn)的巡檢儀、無紙記錄儀也因體積大、成本高，需外接電源，而未能

17、在農(nóng)業(yè)科研中大量使用。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)智能溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀配置專業(yè)的記錄數(shù)據(jù)分析處理軟件，標(biāo)準(zhǔn)Windows 95/98/2000/XP/Vista界面，可與智能記錄儀進(jìn)行通訊，設(shè)置智能記錄儀的工作狀態(tài)，讀取智能記錄儀采集的數(shù)據(jù)。其主要功能為，在Windows 下，對采集的數(shù)據(jù)可進(jìn)行列表、繪制曲線、設(shè)置工程單位、求平均值、峰值和實(shí)時(shí)顯示功能。數(shù)據(jù)能按TEXT格式輸出，也能進(jìn)入EXCEL電子表格或?qū)ｉT

18、的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繪制棒圖、餅圖，進(jìn)行曲線擬合等。</p><p>　　2.1.1系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)開發(fā)的總目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)溫濕度測量數(shù)據(jù)管理的系統(tǒng)化、規(guī)范化和自動化。能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行接收、實(shí)時(shí)記錄和數(shù)據(jù)分析，也就是將溫濕度的基本信息（如：時(shí)間、溫度、濕度等）實(shí)時(shí)存入數(shù)據(jù)庫中，供以后檢索。能夠?qū)v史信息進(jìn)行記錄分析，將數(shù)據(jù)信息制作成分析圖像如柱狀圖，線狀圖。提供方便方便直觀的

19、查閱方法。如：以年份、月份、日期、或是時(shí)間點(diǎn)等信息進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，并能反映出數(shù)據(jù)的變化情況；提供統(tǒng)計(jì)分析功能?？梢哉宫F(xiàn)出數(shù)據(jù)分段比例、高溫和低溫比例。能夠?qū)κ褂迷摴芾硐到y(tǒng)的用戶進(jìn)行管理，按照不同的工作職能提供不同的功能授權(quán)。提供較為完善的差錯(cuò)控制與友好的用戶界面，盡量避免誤操作。</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)功能分析</p><p>　　根據(jù)以上功能，將數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分為：數(shù)據(jù)接收

20、和輸入部分：主要包括溫濕度實(shí)時(shí)信息接收和錄入。數(shù)據(jù)輸出部分：主要是各種統(tǒng)計(jì)查詢，包括：根據(jù)時(shí)間信息（如某年、某月、某日等）查閱溫濕度當(dāng)時(shí)信息、統(tǒng)計(jì)溫濕度變化比例等。數(shù)據(jù)處理部分：主要涉及圖像圖標(biāo)化的處理。</p><p>　　概念設(shè)計(jì)階段主要任務(wù)和目標(biāo)是根據(jù)需求分析的結(jié)果，包括一般聯(lián)系實(shí)體，畫出對應(yīng)的流程圖。對于復(fù)雜的系統(tǒng)，通常首先要對它的各功能模進(jìn)行分析，然后再把它的功能結(jié)構(gòu)圖畫出來，便是設(shè)計(jì)和優(yōu)化。功能分析之

21、后，再根據(jù)各個(gè)崗位、各個(gè)用戶對數(shù)據(jù)和使用權(quán)限的不同要求作出局部流程圖，然后再把各個(gè)局部流程圖綜合起來形成統(tǒng)一的整體流程圖。</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　1、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是典型的信息管理系統(tǒng),其開發(fā)主要包括后臺數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)以及前端應(yīng)用程序的開發(fā)兩個(gè)方面。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)使用的是SQL Server2000的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和

22、以Visual C++6.0為開發(fā)工具。</p><p>　　2、首先進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析，系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)功能分析、系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)以及運(yùn)行環(huán)境的選擇、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程。</p><p>　　3、然后根據(jù)系統(tǒng)功能分析設(shè)計(jì)出需要的數(shù)據(jù)庫，繪制系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖與總結(jié)數(shù)據(jù)字典、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4、最后在實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊時(shí)，采用先模塊后系統(tǒng)集成的方式，即各系統(tǒng)功

23、能模塊分別獨(dú)立設(shè)計(jì)和調(diào)試，在創(chuàng)建系統(tǒng)主窗體時(shí)才將各個(gè)功能模塊通過主窗體菜單系統(tǒng)集成到一起，最后進(jìn)行系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)和調(diào)試。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)模塊功能解析</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析</b></p><p>　　本數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要有以下功能:</p><p>　　數(shù)據(jù)接收：串口接收到準(zhǔn)確的

24、溫濕度信息。</p><p>　　數(shù)據(jù)記錄：實(shí)時(shí)記錄溫濕度數(shù)據(jù)的變化。</p><p>　　數(shù)據(jù)分析：將數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做成圖像分析或者圖表格式。</p><p><b>　　（2）系統(tǒng)功能分析</b></p><p>　　接收功能：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接收頁面，并且編碼數(shù)據(jù)的接收，是接收數(shù)據(jù)及信息準(zhǔn)確無誤。</p>

25、<p>　　錄入功能：將接收到的信息放入建立起的數(shù)據(jù)庫中，信息詳細(xì)準(zhǔn)確。</p><p>　　查詢功能：界面設(shè)計(jì)中有查詢功能，可輸入年份、月份或者日期從而準(zhǔn)確查詢到當(dāng)時(shí)溫度和適度信息。</p><p>　　退出功能：各個(gè)功能模塊和主窗體都設(shè)有關(guān)閉命令按鈕，可方便地退出各模</p><p><b>　　塊或系統(tǒng)。</b></p&

26、gt;<p><b>　　第三章 詳細(xì)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1硬件說明</b></p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)檢測系統(tǒng)的智能化，系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括控制系統(tǒng)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，濕度和溫度測量回路的設(shè)計(jì)，顯示電路的設(shè)計(jì)，報(bào)警電路設(shè)計(jì)，以及電源電路的設(shè)計(jì)。

27、</p><p>　　3.1.1 AT89C51構(gòu)成的最小系統(tǒng)</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)即單片機(jī)是因工業(yè)測控系統(tǒng)數(shù)字化，智能化的迫切需求而發(fā)展起來的。在測控領(lǐng)域，使用最多還是Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)是8位增強(qiáng)型，其主要的技術(shù)特征是為單片機(jī)配置了完善的外部并行總線和具有多級識別功能的串行通訊接口（UART），規(guī)范了功能單元的SFR控制模式及適應(yīng)控制

28、器特點(diǎn)的布爾處理和指令系統(tǒng)。由于單片機(jī)具有較高的性能比，國內(nèi)尤其以MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用最為廣泛。此系列單片機(jī)易于開發(fā)、使用靈活、而且體積小、抗干擾能力強(qiáng)，可以兼容種類眾多的支持芯片、較為豐富的軟件資源，可以工作于各種惡劣的條件下，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。考慮到本系統(tǒng)的需要以及本人對單片機(jī)的熟悉程度，因此本設(shè)計(jì)選用MCS-51系列的AT89C51單片機(jī)作為本系統(tǒng)的CPU。由AT89C51單片機(jī)為核心的單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶振電路和復(fù)位電路。&

29、lt;/p><p><b>　　晶振回路</b></p><p>　　晶振回路的主要任務(wù)是為AT89C51單片機(jī)正常工作需要的時(shí)鐘電路提供一個(gè)穩(wěn)定的工作頻率。根據(jù)AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘周期的要求，回路需要選用頻率為12MHz的晶振。晶振回路由電容和陶瓷諧振器晶振組成。作為單片機(jī)的時(shí)鐘源。AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，此放大器的輸入和輸出端分別

30、是引腳XTAL0和XTAL1,在XTAL0和XTAL1端口接上時(shí)鐘電源即可構(gòu)成時(shí)鐘電路。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生方式。如圖3-2所示。在XTAL0和XTAL1兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。其發(fā)出的時(shí)鐘脈沖直接送入單片機(jī)內(nèi)定時(shí)控制部件。電容C5和C6對頻率有微調(diào)作用。電容C5和C6應(yīng)盡可能的安裝在單片機(jī)芯片附近，以減少寄生電容，保證振蕩器穩(wěn)定可靠的工作。</p><p><b>　　復(fù)

31、位電路</b></p><p>　　復(fù)位電路的功能就是對CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)CPU落入死循環(huán)之后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。若失控的程序進(jìn)入“死循環(huán)”，通常采用“看門狗”技術(shù)使程序脫離“死循環(huán)”。通過不斷檢測程序循環(huán)的運(yùn)行時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)程序循環(huán)時(shí)間超過最大循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”，需進(jìn)行出錯(cuò)處理。本設(shè)計(jì)中采用DS1232看門狗芯片作為復(fù)位電路。</p><p>

32、;　　由美國DALLAS公司生產(chǎn)的“看門狗(WATCHDOG)”集成芯片DS1232具有性能可靠、使用簡單、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。在DS1232內(nèi)部集成有看門狗定時(shí)器，當(dāng)DS1232的ST端在設(shè)置的周期時(shí)間內(nèi)沒有有效信號到來時(shí)，DS1232的RST和端將產(chǎn)生復(fù)位信號以強(qiáng)迫單片機(jī)復(fù)位。DS1232提供了可直接連接復(fù)位按鍵的輸入端PA（第1腳)，在該引腳上輸入低電平信號，將在RST和端輸出至少250ms的復(fù)位信號。這一功能對于防止由于干擾等原因造

33、成的單片機(jī)死機(jī)是非常有效的。DS1232還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測向單片機(jī)供電的電源電壓，當(dāng)電源電壓VCC低于預(yù)置值時(shí)，DS1232的第5腳和第6腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號RST和。預(yù)置值通過第3腳(TOL)來設(shè)定；當(dāng)TOL接地時(shí)，RST和信號在電源電壓跌落至4.75V以下時(shí)產(chǎn)生；當(dāng)TOL與VCC相連時(shí)，只有當(dāng)VCC跌落至4.5V以下時(shí)才產(chǎn)生RST和信號。當(dāng)電源恢復(fù)正常后，RST和信號至少保持250ms，以保證單片機(jī)的正常復(fù)位?？撮T狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間由DS

34、1232的TD引腳確定，看門狗定時(shí)器的周期輸入信號ST可以從單片機(jī)的地址信號、數(shù)據(jù)信號或控制信號中獲得。不論哪種信號都必須能夠</p><p>　　DS1232個(gè)引腳的功能如下：</p><p>　　PA：按鍵復(fù)位輸入端; TD：看門狗定時(shí)器延時(shí)設(shè)置端； TOL：5％或10％電壓監(jiān)測選擇端；</p><p>　　GND：電源接地端；RST：高電平有效復(fù)位輸出端

35、；</p><p>　?。旱碗娖接行?fù)位輸出端；ST：周期輸入端;VCC：電源。</p><p>　　圖3-1 DS1232引腳圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)中，PA接開關(guān)S3實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的按鍵復(fù)位功能。TOL與VCC相連，當(dāng)VCC跌落至4.5V以下時(shí)才產(chǎn)生RST和信號。ST與AT89C51單片機(jī)的AEL/P相連，實(shí)現(xiàn)AT89C51對DS1232的時(shí)鐘周期輸入。R

36、ST與AT89C51單片機(jī)的RESET連接，由RST發(fā)出復(fù)位信號，實(shí)現(xiàn)AT89C51單片機(jī)工作系統(tǒng)的復(fù)位功能。</p><p>　　由晶振和DS1232看門狗芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示:</p><p>　　圖3-2 AT89C51的最小系統(tǒng)圖</p><p>　　3.1.2 溫濕度傳感器的選擇</p><p>　　不管是我們?nèi)粘?/p>

37、居住生活的房間，還是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等領(lǐng)域，經(jīng)常需要對所處環(huán)境的溫濕度進(jìn)行測量及控制。但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是最難準(zhǔn)確測量的一個(gè)參數(shù)。一般情況下，室內(nèi)室外環(huán)境中的溫度都在－20—＋45℃之間。所以選用智能化的集成溫濕度傳感器芯片SHT11，足以滿足我們的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　計(jì)量法中,濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。日常生活中所指的濕度為相對濕度，用％RH表示?？偠灾瑵穸燃礆?/p>

38、體中(通常為空氣中)所含水蒸氣量(水蒸氣壓)與相同情況下所含飽和水蒸氣(飽和水蒸氣壓)的百分比。濕度傳感器是指檢測外界環(huán)境濕度的傳感器，它將所測環(huán)境中的濕度信號轉(zhuǎn)換為便于處理，顯示，記錄的電（頻率）信號。濕度傳感器在倉貯，工業(yè)生產(chǎn)，過程控制，環(huán)境監(jiān)測，家用電器，氣象等方面有著廣泛的應(yīng)用。溫度傳感器是指檢測外界溫度的傳感器，它將所測環(huán)境中的溫度信號轉(zhuǎn)換為便于處理，顯示，記錄的電（頻率）信號等，在很多領(lǐng)域都有普遍的應(yīng)用。</p>

39、<p>　　濕度、溫度傳感器是本設(shè)計(jì)中核心的器件，其感濕感溫特性直接決定了本設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)。濕度傳感器的種類有很多，大致可以分為物性型，結(jié)構(gòu)型，其他形式三大類。物性型包括電解質(zhì)系，半導(dǎo)體及陶瓷系，聚合物系；結(jié)構(gòu)型包括毛發(fā)型，腸膜型；其他形式包括干濕球式，石英振子式，種子法式等等。溫度傳感器從使用的角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸，來檢測被測物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測

40、物體離開一定的距離。檢測從待測物體放射出的紅外線，從而達(dá)到測溫的目的。在接觸式和非接觸式兩大類溫度傳感器中，相比之下運(yùn)用較多的是接觸式傳感器，非接觸式傳感器一般在比較特殊的場合才使用。目前在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究工作中得到廣泛使用的接觸式溫度傳感器主要是熱電傳感器。它是利用轉(zhuǎn)換元件電磁參數(shù)隨溫度變化的特性，對溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測的裝置，其中將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱熱電阻傳感器，金屬熱電阻式傳感器簡稱熱電阻，半導(dǎo)體熱電阻式傳感器

41、簡稱熱敏電阻，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電動勢變化的稱為熱電偶傳感器。</p><p>　　近年來，國內(nèi)外在溫濕傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。溫濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度/溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度溫度測量技術(shù)提高到新的水平。智能溫濕度傳感器（亦稱數(shù)字溫濕度傳感器）是在20世紀(jì)90年代中期問世的。智能溫濕度度傳感器是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化測試技

42、術(shù)的結(jié)晶，它也是集成溫濕度傳感器領(lǐng)域中最具活力和發(fā)展前途的一種新產(chǎn)品。智能溫濕度度傳感器內(nèi)部都包含溫濕度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器（或寄存器）和接口電路。智能溫濕傳感器芯片具有三個(gè)顯著特點(diǎn)：第一；能輸出溫濕度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫濕度控制量，適配各種微控制器；第二；能以最簡方式構(gòu)成高性能、多功能的智能化溫濕度測控系統(tǒng)；第三；它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實(shí)現(xiàn)測試功能的。用干濕球濕度計(jì)或毛發(fā)濕度計(jì)來測量濕度的方法，早已無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。

43、這是因?yàn)闇y量濕度要比測量溫度復(fù)雜的多，溫度是個(gè)獨(dú)立的被測量，而濕度卻受其他因素（大氣壓強(qiáng)、溫度）的影響。因此本設(shè)計(jì)選用智能溫濕度傳感器芯片，實(shí)現(xiàn)溫濕度測量系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.1.3 溫濕測量相關(guān)概念</p><p>　　濕度和溫度很久以前就與人類生活存在著密切的關(guān)系,但用數(shù)量來進(jìn)行表示較為困難。濕度計(jì)測的歷史可以追溯到中國的天秤型(公元前179年)，這是最早的濕度計(jì)

44、測。溫度計(jì)測可追溯到記載的希臘時(shí)代的溫度計(jì)。現(xiàn)代科學(xué)對溫濕度做明確的定義和測量表示方法。</p><p>　　絕對濕度：單位體積（1m3）的氣體中含有水蒸氣的質(zhì)量（g）。</p><p>　　但是,即使水蒸氣量相同,由于溫度和壓力的變化氣體體積也要發(fā)生變化,即絕對濕度D發(fā)生變化。D為容積基準(zhǔn)。</p><p><b>　　相對濕度：</b>&

45、lt;/p><p>　　氣體中所含的水蒸氣（e）與氣體飽和時(shí)所含的水蒸氣（es）的比，用百分比表示。</p><p>　　但是,溫度和壓力的變化導(dǎo)致飽和水蒸氣氣壓也將隨之而變化。通常在工作和生活中我們使用的濕度即為相對濕度。</p><p>　　飽和水蒸氣壓（Saturation Vapor Pressure）</p><p>　　氣體中所含水蒸

46、氣的量是有限度的,達(dá)到限度的狀態(tài)即可稱之為飽和,此時(shí)的水蒸氣壓即稱為飽和水蒸氣壓。此物理量亦隨著溫度,壓力的變化而變化,并且,0℃以下即使同一濕度,與水共存的飽和水蒸氣壓（esw）和與冰共存的飽和水蒸氣壓（esi）的值不同,通常所采用的是與水共存的飽和水蒸氣壓。各溫度對應(yīng)的飽和水蒸氣壓表在JIS-Z-8806卷中有記載。</p><p><b>　　露點(diǎn)：</b></p>&l

47、t;p>　　溫度較高的氣體其所含水蒸氣也較多,將此氣體冷卻后,其所含水蒸氣的量即使不發(fā)生變化,但相對濕度也會增加。當(dāng)達(dá)到一定溫度、相對濕度達(dá)到100%飽和,此時(shí),繼續(xù)進(jìn)行冷卻的話,其中一部分的水蒸氣將凝聚成露。此時(shí)的溫度即為露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)在0℃以下結(jié)冰時(shí)即為霜點(diǎn)。</p><p>　　3.1.4系統(tǒng)抗干擾措施</p><p>　　一個(gè)智能測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否成功，除了前面所講的總體方案

48、設(shè)計(jì)、硬件、軟件設(shè)計(jì)以外，還有一項(xiàng)起決定作用的因素，那就是抗干擾措施。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度，還需要對系統(tǒng)采取相應(yīng)的抗干擾措施。在實(shí)際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，溫濕度傳感器芯片使用時(shí)間一長，會產(chǎn)生老化，精度下降等問題，所以就需要采用抗干擾措施抗干擾以提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　在抗干擾措施中最常用的就是硬件抗干擾，但是僅靠硬件抗干擾措施是不夠的，需要進(jìn)一步借助于軟件措施來克服某些干

49、擾。對于各種隨機(jī)出現(xiàn)的干擾信號，在單片機(jī)組成的自動檢測系統(tǒng)中，通過一定的計(jì)算程序，對多次采樣信號構(gòu)成的數(shù)據(jù)組進(jìn)行平滑加工，以提高其有用信號在采樣值中所占的比例，減少乃至消除各種干擾及噪聲，以保證系統(tǒng)工作的可靠性。在具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，如果能正確的采用軟硬件抗干擾措施構(gòu)成雙道抗干擾防線，無疑將大大提高工業(yè)測控系統(tǒng)的可靠性。</p><p><b>　　硬件抗干擾措施</b></p>

50、<p>　　若失控的程序進(jìn)入“死循環(huán)”，通常采用“看門狗”技術(shù)使程序脫離“死循環(huán)”。通過不斷檢測程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，若發(fā)現(xiàn)程序循環(huán)時(shí)間超過最大循環(huán)運(yùn)行時(shí)間，則認(rèn)為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”，需進(jìn)行出錯(cuò)處理?！翱撮T狗”技術(shù)可由硬件實(shí)現(xiàn)，也可由軟件實(shí)現(xiàn)。“看門狗”電路的功能就是對CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當(dāng)CPU落入死循環(huán)之后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。使用看門狗電路的目的，就是當(dāng)單片機(jī)受干擾程序運(yùn)行異常時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號使單片機(jī)復(fù)位?？?/p>

51、門狗電路實(shí)質(zhì)上是一個(gè)單穩(wěn)電路。當(dāng)程序運(yùn)行正常時(shí)，單片機(jī)定時(shí)給單穩(wěn)電路輸入觸發(fā)信號，使單片機(jī)輸出保持暫穩(wěn)態(tài)：當(dāng)干擾異常時(shí)，單片機(jī)不能給觸發(fā)信號，單穩(wěn)輸出回到穩(wěn)態(tài)引起單片機(jī)硬件復(fù)位。</p><p>　　程序中一種常見的情況是“跑飛”的程序既沒有進(jìn)入軟件循環(huán)，而自動形成一個(gè)死循環(huán)，則可使用權(quán)用監(jiān)視定時(shí)器（俗稱看門狗）的方法。大多數(shù)可靠性高的測控系統(tǒng)都設(shè)置監(jiān)視定時(shí)器功能單元。其作用是使因受到干擾而偏離了預(yù)定路徑運(yùn)行的測

52、控應(yīng)用程序能在允許的時(shí)間內(nèi)回到原先的路徑上來，從而保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。監(jiān)控定時(shí)器功能單元可由硬件方法實(shí)現(xiàn)，也可由軟件方法實(shí)現(xiàn)?？撮T狗內(nèi)部電路如圖5－1所示。</p><p>　　圖5－1 看門狗電路</p><p>　　其工作原理是：DS1232提供了可直接連接復(fù)位按鍵的輸入端PA（第1腳)，在該引腳上輸入低電平信號，將在RST和端輸出至少250ms的復(fù)位信號。這一功能對于防止由于干擾等原

53、因造成的單片機(jī)死機(jī)是非常有效的。DS1232還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測向單片機(jī)供電的電源電壓，當(dāng)電源電壓VCC低于預(yù)置值時(shí)，DS1232的第5腳和第6腳輸出互補(bǔ)復(fù)位信號RST和。預(yù)置值通過第3腳(TOL)來設(shè)定；當(dāng)TOL接地時(shí)，RST和信號在電源電壓跌落至4.75V以下時(shí)產(chǎn)生；當(dāng)TOL與VCC相連時(shí)，只有當(dāng)VCC跌落至4.5V以下時(shí)才產(chǎn)生RST和信號。當(dāng)電源恢復(fù)正常后，RST和信號至少保持250ms，以保證單片機(jī)的正常復(fù)位。</p>

54、<p><b>　　軟件抗干擾措施</b></p><p>　　在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時(shí)，軟件抗干擾以其設(shè)計(jì)靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。軟件抗干擾的內(nèi)容主要是；一、消除模擬輸入信號的嗓聲（如數(shù)字濾波技術(shù)）；二、程序運(yùn)行混亂時(shí)使程序重入正軌的方法。數(shù)字濾波技術(shù)中通常使用的方法有：算術(shù)平均法、中值法、抑制脈沖算術(shù)平均法、一階慣性濾波法、程序判斷濾波法和遞推平均濾波

55、法等。軟件冗余對于條件控制系統(tǒng)可有效地消除偶然干擾。對控制條件的一次采樣、處理控制輸出可改為多采樣、處理控制輸出。設(shè)置軟件陷阱 ,當(dāng)由于干擾使操作系統(tǒng)失控而進(jìn)入非程序區(qū)時(shí),用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的亂飛程序引向復(fù)位入口地址,在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT對程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序,使程序納入正軌。重要指令冗余 對程序流向起決定作用的指令(如RET、RETI、LCALL、JZ、JC、JNC等)和某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)起重要作用的指令(

56、如SETB、EA等)的后面,可重復(fù)寫上這些指令,以確保這些指令的正確執(zhí)行。 </p><p><b>　　3.1.5電路</b></p><p><b>　　3.2軟件實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動化功能，硬件設(shè)計(jì)只是完成了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)部分，整個(gè)功能的智能化實(shí)現(xiàn)還是要靠軟件設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)的

57、。在智能測控系統(tǒng)中軟件的重要性與硬件同樣重要。硬件是設(shè)計(jì)的軀體，軟件是設(shè)計(jì)的靈魂，當(dāng)系統(tǒng)的硬件電路確定之后，系統(tǒng)的主要功能還要靠軟件來實(shí)現(xiàn)，而且軟件的設(shè)計(jì)在很大程度上就決定了產(chǎn)品的性能。為了滿足系統(tǒng)的要求，編制軟件時(shí)一般要符合以下基本要求：</p><p>　?。?）易理解性、易維護(hù)性。要達(dá)到易理解和易維護(hù)等指標(biāo)，在軟件的設(shè)計(jì)方法中結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)是最好的一種設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法時(shí)由整體到局部，然后再由局部到細(xì)節(jié)，先

58、考慮整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能。確定整體目標(biāo)，然后把這個(gè)目標(biāo)分成一個(gè)個(gè)的任務(wù)，任務(wù)中可以分成若干個(gè)子任務(wù)，這樣逐層細(xì)分，逐個(gè)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性是電子測量系統(tǒng)的普遍要求，即要求系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并及時(shí)給出處理結(jié)果。近年來，由于硬件的集成度與速度的提高，配合相應(yīng)的軟件，實(shí)時(shí)性比較容易滿足設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　（3）準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性對整個(gè)系統(tǒng)具有重要

59、意義，尤其是測量系統(tǒng)，系統(tǒng)要進(jìn)行一定量的運(yùn)算。算法的正確性和準(zhǔn)確性對結(jié)果有著直接的影響，因此再算法的選擇、計(jì)算的精度等方面都要附和設(shè)計(jì)的要求。</p><p><b>　　3.2.1流程圖</b></p><p>　　圖3-2-2 是系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖。數(shù)據(jù)的入口即采集模塊接收來自外設(shè)的原始信號數(shù)據(jù)，它們之間通過串口通信的方式進(jìn)行。接收到的原始信號在系統(tǒng)中同時(shí)進(jìn)行3 種處

60、理：①進(jìn)入顯示模塊，使用戶看到原始信號數(shù)據(jù)的直觀顯示；②進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行原始信號數(shù)據(jù)的備份存儲；③進(jìn)入分析處理模塊，按用戶選定的方式分析處理。分析處理后的數(shù)據(jù)有兩個(gè)去向：a.進(jìn)入顯示模塊，單獨(dú)顯示或與原始信號疊加顯示；b.進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，便于以后的查閱或再處理。在具體應(yīng)用環(huán)境中可設(shè)定某些閾值，根據(jù)分析處理后的數(shù)據(jù)驅(qū)動其它的具體處理過程，本文只是把數(shù)據(jù)顯示出來。如果不要求實(shí)時(shí)性，原始信號數(shù)據(jù)可直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，以后需分析處理時(shí)再從數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫調(diào)入

61、分析處理模塊?？梢钥闯?，整個(gè)系統(tǒng)有兩種工作模式，一是實(shí)時(shí)模式，這種工作模式下，所有模塊均參與工作，實(shí)時(shí)輸入、實(shí)時(shí)分析處理和實(shí)時(shí)顯示輸出或驅(qū)動其它具體過程；另一種工作模式是非實(shí)時(shí)模式，只實(shí)時(shí)存儲輸入的原始信號數(shù)據(jù)，以后再進(jìn)入分析處理和顯示輸出。</p><p>　　圖3-2-2系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程</p><p>　　采集模塊和顯示模塊部分的程序需要寫進(jìn)單片機(jī)里，單片機(jī)里的程序包括數(shù)據(jù)的采集，發(fā)送數(shù)

62、據(jù)和顯示數(shù)據(jù)。具體流程如下圖。</p><p>　　圖3-2-1單片機(jī)程序流程圖</p><p><b>　　3.2.2軟件模塊</b></p><p><b>　　1 采集模塊</b></p><p>　　此模塊完成兩個(gè)功能：一是接收工作現(xiàn)場傳送來的原始信號數(shù)據(jù)，二是把原始信號數(shù)據(jù)傳送給其它模塊。

63、在實(shí)時(shí)工作模式下，采集模塊接收原始信號數(shù)據(jù)，同時(shí)把信號送入顯示、數(shù)據(jù)庫和分析處理這個(gè)3 模塊；在非實(shí)時(shí)工作模式下，此模塊只接收原始信號數(shù)據(jù)和送入數(shù)據(jù)庫存儲。在VC 下實(shí)現(xiàn)采集模塊的串口通信功能，一般有兩種方法：MSComm 控件和調(diào)用WindowsAPI 函數(shù)。這兩個(gè)都是Windows系統(tǒng)提供的，前者是一個(gè)串行通訊功能較完備的ActiveX控件，使用方便；而后者是一系列的標(biāo)準(zhǔn)串行通訊函數(shù)，參數(shù)復(fù)雜使用不便。由于此模塊的串口通信功能相對簡

64、單，本系統(tǒng)采用前者。MSComm 控件有兩種處理方法：查詢法和事件驅(qū)動法。查詢法是程序不斷地查詢串口的CommEvent 屬性來了解發(fā)生的事件并進(jìn)行相應(yīng)的處理。這種方法比較占用微機(jī)的資源，而且對于通信過程中的出現(xiàn)的異常處理不好，如超時(shí)設(shè)置不當(dāng)，數(shù)據(jù)輸入突然中斷，程序很容易被掛起或阻塞。這種方法顯然對系統(tǒng)的兩種工作模式都不適合。事件驅(qū)動法是每當(dāng)新字符到達(dá)或端口狀態(tài)改變時(shí)MSComm 控件觸發(fā)On-Comm 事件，程序在該事件中根據(jù)Comm

65、Event 的屬性進(jìn)行相應(yīng)的</p><p><b>　　2 數(shù)據(jù)庫模塊</b></p><p>　　此模塊的數(shù)據(jù)有兩個(gè)來源：一個(gè)是來自采集模塊，采集來的原始信號數(shù)據(jù)直接送到數(shù)據(jù)庫，用戶可事先根據(jù)情況在程序菜單中選擇是否存儲；另一個(gè)來源是分析處理模塊，用戶可事先設(shè)置，把有價(jià)值的處理后的數(shù)據(jù)存儲下來。每次工作結(jié)果數(shù)據(jù)存為一個(gè)表。表結(jié)構(gòu)只有兩個(gè)字段，一是時(shí)間序列，設(shè)為索引

66、，另一個(gè)是數(shù)值。由于表結(jié)構(gòu)簡單，所以具體實(shí)現(xiàn)采用SQL數(shù)據(jù)庫，它的所有表和索引都可以包含在一個(gè)單獨(dú)的磁盤文件中。對于每次工作中要保存的數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)庫模塊產(chǎn)生一個(gè)新的表來保存，表名由用戶設(shè)定。另外此模塊還有數(shù)據(jù)庫操作功能，可以瀏覽、修改、編輯、刪除數(shù)據(jù)庫中的表。</p><p><b>　　3 分析處理模塊</b></p><p>　　此模塊主要由各種子模塊構(gòu)成，每個(gè)子

67、模塊完成相應(yīng)的功能，一般常用的子模塊有傅立葉變換、離散余弦變換等，針對相應(yīng)的情況還可添加其它子模塊。用戶可由程序菜單調(diào)用執(zhí)行子模塊的功能。由于對信號數(shù)據(jù)的處理算法較為復(fù)雜，處理速度有可能與信號輸入速度不匹配，對于這種情況，可由程序進(jìn)行判斷，設(shè)置動態(tài)的緩沖區(qū)，以免數(shù)據(jù)丟失，對于更為復(fù)雜的處理，不匹配現(xiàn)象較嚴(yán)重，可直接從數(shù)據(jù)庫中調(diào)數(shù)據(jù)。處理后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)庫存儲，同時(shí)也送入顯示模塊顯示。在實(shí)時(shí)工作模式中，如果處理后的數(shù)據(jù)顯示相對原始信號數(shù)據(jù)

68、的顯示有一定的延遲，疊加顯示顯然達(dá)不到效果，那么可以把數(shù)據(jù)庫中與處理后數(shù)據(jù)相對的原始信號數(shù)據(jù)調(diào)出一起送入顯示模塊顯示。</p><p><b>　　4 顯示模塊</b></p><p>　　此模塊接受其它幾個(gè)模塊送來的數(shù)據(jù)為用戶顯示一個(gè)直觀的效果。一維數(shù)據(jù)的顯示以時(shí)間為橫坐標(biāo)，數(shù)據(jù)值為縱坐標(biāo)，把各點(diǎn)用線連接起來，形成曲線。隨時(shí)間的推移可以動態(tài)顯示數(shù)據(jù)的變化。處理后的數(shù)

69、據(jù)用不同的顏色與原始數(shù)據(jù)一同繪在顯示區(qū)，可看到直觀的對比效果。用戶可以設(shè)定顯示的分辨率，范圍為每屏顯示10 個(gè)到600 個(gè)數(shù)據(jù)。對于已采集存儲的數(shù)據(jù)用戶可以在程序界面上選擇的向前一屏顯示或向后一屏顯示，也可以以不同的速度連續(xù)播放或回放。同時(shí)用戶可通過滾動條或設(shè)置具體位置查看某一范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。在VC 下，數(shù)據(jù)圖表的顯示可以選用Visual Studio 自帶的ActiveX控件MSChart 控件，但是如果直接用MSChart 控件則在連

70、續(xù)顯示時(shí)有明顯的閃爍和抖動，此外為實(shí)現(xiàn)連續(xù)效果還要額外編碼，所以本系統(tǒng)不采用此控件，而是直接在窗口上繪圖。如果直接在窗口中繪圖，則在連續(xù)繪圖的情況下會出現(xiàn)閃爍和抖動，為避免這種情況，先把系統(tǒng)背景與窗口背景顏色設(shè)為相同，然后在與顯示設(shè)備兼容的內(nèi)存設(shè)備場境中繪圖，繪好后直接向顯示區(qū)域復(fù)制覆蓋。</p><p>　　第四章 溫濕度記錄儀數(shù)據(jù)分析軟件說明書</p><p>　　數(shù)據(jù)記錄分析軟件設(shè)計(jì)

71、時(shí)充分考慮了廣大用戶的使用習(xí)慣，操作簡單方便，很多人性化的設(shè)計(jì)理念被引入到程序設(shè)計(jì)中。同時(shí)，軟件的數(shù)據(jù)分析功能非常強(qiáng)大，可以對記錄儀數(shù)據(jù)進(jìn)行</p><p>　　深入細(xì)致的分析處理，并提供了豐富的接口，用戶可以將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Microsoft Excel文件，</p><p>　　Text文本文件，或者BMP格式圖片文件。</p><p>　　4.1 最低運(yùn)行環(huán)境要求

72、</p><p>　　（1）操作系統(tǒng)：Windows 2000、Windows 2003、Windows XP、Windows Vista。</p><p>　?。?）硬件： P3 1GHZ / 256M Memory / 1G 以上硬盤空間 / 至少含一個(gè)USB2.0 或者</p><p><b>　　RS232接口。</b></p&g

73、t;<p>　?。?）顯示器：顯示屏（顯卡）分辨率至少1024×768。</p><p>　　4.2 安裝USB 串口驅(qū)動程序</p><p>　　請用配套的專用USB 數(shù)據(jù)線分別連接號記錄儀與PC 機(jī)，系統(tǒng)將會提示需要安裝驅(qū)動，驅(qū)動</p><p>　　程序在光盤根目錄的Driver 目錄下面，直接將驅(qū)動程序目錄定位到Driver目錄即可順

74、利完成USB 串口驅(qū)動程序的安裝。</p><p>　　4.3 詳細(xì)安裝過程</p><p>　　第一步：將軟件光盤放入電腦光盤驅(qū)動器（CD-ROM/DVD-ROM），并打開文件</p><p>　　瀏覽器（并）進(jìn)入光盤目錄，可以看到目錄下有Setup.exe 文件。運(yùn)行該文件，選擇安裝語</p><p>　　言為“簡體中文”，如圖：<

75、/p><p><b>　　圖 4.3-1</b></p><p>　　第二步：點(diǎn)擊“下一步”，出現(xiàn)如圖所示安裝界面：</p><p><b>　　圖 4.3-2</b></p><p>　　第三步：點(diǎn)擊“下一步”，出現(xiàn)安裝目錄選擇界面：</p><p><b>　　圖

76、4.3-3</b></p><p>　　第四步：請選擇安裝目錄。建議安裝在計(jì)算機(jī)的非系統(tǒng)分區(qū)里面。選擇好目錄后，點(diǎn)擊“下一步</p><p>　　第五步：點(diǎn)擊“下一步”，進(jìn)入選擇附加任務(wù)頁面：</p><p><b>　　圖 4.3-5</b></p><p>　　第六步：點(diǎn)擊“下一步”，進(jìn)入安裝信息匯總提示

77、頁面：</p><p><b>　　圖 4.3-6</b></p><p>　　第七步：點(diǎn)擊“安裝”，安裝程序即開始拷貝分析軟件到您的計(jì)算機(jī)。安裝過程顯示如下：</p><p><b>　　圖 4.3-7</b></p><p>　　第八步：拷貝完畢后，出現(xiàn)最后的安裝成功界面，如下圖。恭喜您成功安裝

78、ToAnalyzer 軟件。</p><p><b>　　圖 4.3-8</b></p><p>　　4.4 溫濕度記錄儀分析軟件 使用簡介</p><p>　　安裝完溫濕度記錄儀分析軟件后，您可以在桌面上找到該軟件的快捷方式圖標(biāo)：雙擊該圖標(biāo)即可啟動記錄分析軟件，如圖4.4-1所示：</p><p><b>　

79、　圖 4.4-1</b></p><p>　　從數(shù)據(jù)文件列表中可以看到在Log files目錄（Log files 在數(shù)據(jù)記錄分析軟件主程序的安裝目錄）下的數(shù)據(jù)文件列表，軟件自動分析出每個(gè)數(shù)據(jù)文件所對應(yīng)的記錄儀序列號。用鼠標(biāo)單擊某個(gè)數(shù)據(jù)文件，即可打開該文件進(jìn)行分析處理，如圖4.4-2所示：</p><p>　　4.5 記錄分析軟件 菜單/工具條功能介紹</p>&

80、lt;p><b>　　4.5.1 打開</b></p><p>　　選擇并打開*.logs 后綴的數(shù)據(jù)文件。記錄儀數(shù)據(jù)下載后，就保存在*.logs 后綴格式的文</p><p><b>　　件中。</b></p><p><b>　　4.5.2 保存</b></p><p&g

81、t;　　可以將當(dāng)前數(shù)據(jù)保存到另外一個(gè)數(shù)據(jù)文件中，文件名由用戶自定義。注意不要同現(xiàn)有</p><p>　　文件名重復(fù)，以免覆蓋數(shù)據(jù)文件。</p><p><b>　　4.5.3 打印</b></p><p><b>　　打印數(shù)據(jù)分析圖。</b></p><p>　　4.5.4 打印預(yù)覽</p&g

82、t;<p>　　在正式的打印之前，用戶可以先單擊打印預(yù)覽查看打印效果。如圖：</p><p><b>　　圖 4.5.4-1</b></p><p>　　4.5.5 頁面設(shè)置</p><p>　　對打印機(jī)的頁面進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　　4.5.6 保存文件數(shù)據(jù)到Excel文件</p>&

83、lt;p>　　將記錄數(shù)據(jù)保存到Microsoft Excel格式的文件中，以便進(jìn)一步深入處理。如圖：</p><p><b>　　圖 4.5.6-1</b></p><p>　　4.5.7 保存文件數(shù)據(jù)到文本文件</p><p>　　將記錄數(shù)據(jù)保存到Text格式的文件中，以便進(jìn)一步使用其它軟件處理。如圖：</p><p

84、><b>　　圖 4.5.7-1</b></p><p>　　4.5.8 保存曲線圖到BMP圖片文件</p><p>　　將分析圖表保存到BMP圖片文件中。BMP文件可以用外部程序?yàn)g覽，如下圖：</p><p><b>　　圖 4.5.8-1</b></p><p>　　4.5.9 數(shù)據(jù)列表&

85、lt;/p><p>　　用戶單擊本命令，記錄分析軟件將在左側(cè)以表格的形式顯示記錄數(shù)據(jù)。如圖：</p><p><b>　　圖 4.5.9-1</b></p><p>　　4.5.10 文件列表</p><p>　　顯示目錄下所有的數(shù)據(jù)文件，并根據(jù)記錄儀序列號自動分類。</p><p>　　4.5.11

86、 顯示原始數(shù)據(jù)圖</p><p>　　在進(jìn)行數(shù)據(jù)圖放大顯示后，選中本命令就可將圖表恢復(fù)到原始模樣。</p><p>　　4.5.12 端口設(shè)置</p><p>　　設(shè)置記錄儀通訊的端口命令。首先要找到計(jì)算機(jī)分配給記錄儀的端口號，然后再進(jìn)行</p><p><b>　　設(shè)置。</b></p><p>

87、;　?。?）查看計(jì)算機(jī)分配給記錄儀的Serial Port。</p><p>　　請先將記錄儀主機(jī)連接上計(jì)算機(jī)（專用通訊電纜的串口端連記錄儀主機(jī)，USB 端連計(jì)算機(jī)），</p><p>　　然后在桌面上用鼠標(biāo)右鍵單擊“我的電腦”圖標(biāo)，選擇屬性，出現(xiàn)如下左圖所示屬性對話框： </p><p>　　圖 4.5.12-1

88、 圖 4.5.12-2</p><p>　　點(diǎn)擊“硬件”，出現(xiàn)如上右圖所示對話框，并選中“設(shè)備管理器”，彈出對話框，單擊“端口（COM和LPT）”，出現(xiàn)如下圖所示窗口：</p><p>　　圖 4.5.12-3</p><p>　　可以看到計(jì)算機(jī)所分配給記錄儀的端口為USB Serial Port (COM7)，然后就可以對</p><p>

89、　　數(shù)據(jù)記錄分析軟件的端口號進(jìn)行設(shè)置了。</p><p><b>　?。?）端口設(shè)置</b></p><p>　　單擊端口命令，彈出如下圖所示對話框，選擇COM7，波特率的設(shè)置建議不要變動。然后點(diǎn)</p><p>　　擊確認(rèn)即完成了端口設(shè)置。</p><p>　　圖 4.5.12-4</p><p&g

90、t;　　4.5.13 連接記錄儀</p><p>　　設(shè)置好端口號后，點(diǎn)擊連接命令，即可使數(shù)據(jù)分析軟件連接上記錄儀。相應(yīng)的，原本處</p><p>　　于失效狀態(tài)的記錄、停機(jī)、實(shí)時(shí)、屬性等命令就已被激活。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　歷時(shí)兩個(gè)多月，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在硬件電路設(shè)計(jì)

91、中選用了AT89C51作為系統(tǒng)的核心控制部件。溫濕度檢測采用了集成芯片18B20和1101。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，通過翻閱大量的資料，最終確定了智能化的設(shè)計(jì)方案。由AT89C51單片機(jī)、晶振和DS1232芯片組成的最小系統(tǒng)，可以使整個(gè)系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作起來。溫濕度測量數(shù)據(jù)的傳輸采用串口通信技術(shù)。這就使系統(tǒng)省去很多不必要的麻煩。對于一個(gè)空間來說，各個(gè)空間點(diǎn)的溫濕度值都是不同的。一個(gè)點(diǎn)的溫濕度值并不能準(zhǔn)確的反應(yīng)整體的情況。由LCD為核心的

92、顯示電路可以直觀的顯示測量結(jié)果。顯示電路可以顯示四位的測量值。設(shè)計(jì)的電源電路可以為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)了顯示電路子程序，報(bào)警電路程序，測量電路程序。根據(jù)選擇芯片的性能和系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)有分辨率高，精度高，成本低等。構(gòu)成硬件電路的芯片為AT89C51和18B20和1101，工作時(shí)受電源震動的影響??；顯示器為數(shù)碼管動態(tài)顯示，亮度高，可以在黑暗和強(qiáng)光清楚顯示。由于學(xué)習(xí)到的知識有限，加上時(shí)間

93、上的倉促和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，故而本設(shè)計(jì)整體上的性能還不是十分完善。比如硬件</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近兩個(gè)多月的努力，在xx老師的悉心指導(dǎo)下我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺。做畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對我所學(xué)知識的一次檢驗(yàn)，更是對我能力的一個(gè)挑戰(zhàn)。從接觸到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的那一刻起，我就開始仔細(xì)認(rèn)真的查找相關(guān)資料和文獻(xiàn)，我一直

94、都在盡自己最大的努力去完成它。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)后，我發(fā)現(xiàn)自己不僅拓寬了專業(yè)理論知識，而且其它專業(yè)外的知識也豐富了不少，實(shí)際動手能力更是提高了很多。</p><p>　　在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，xx老師不僅給我提了許多指導(dǎo)性的意見，還傾注了大量的心血。他兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬以待人、認(rèn)真負(fù)責(zé)的優(yōu)秀品質(zhì)給我留下了非常深刻的印象。沒有xx老師方向性的指導(dǎo)和幫助，我是不可能按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的。感謝xx老師在

95、百忙之中給予我的精心指導(dǎo)和幫助。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，xx老師幫助我解決了許多新的疑點(diǎn)和難點(diǎn)，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。除此之外我還跟xx老師還學(xué)到了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，也學(xué)會了如何做人的道理，所有這些對我今后的成長成才都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在此，我要向我的導(dǎo)師xx老師表示最衷心的感謝！另外，本設(shè)計(jì)也得到了其他老師、同學(xué)的支持和幫助，謹(jǐn)在此一并感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

96、;/b></p><p>　　[1]《傳感器原理與應(yīng)用》 錢顯毅 東南大學(xué)出版社 2008.7</p><p>　　[2]《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)》 馮建華 趙亮 人民郵電出版社 2004.11</p><p>　　[3]《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐》 盧勝利 郝立果 丁峰 邊琰 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.5</p>&

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98、華光 高等教育出版社 2006.1</p><p>　　[8]《Protel電路設(shè)計(jì)教程》 江思敏 陳明 清華大學(xué)出版社 2008.3</p><p>　　[9]《傳感器應(yīng)用電路300例》 孫余凱 吳鳴山 項(xiàng)綺明 電子工業(yè)出版社 2008.3</p><p>　　[10]《電子電路使用抗干擾技術(shù)》 邦田 人民郵電出版社社 1994.6&l