毕业设计_基于SHT11的湿度监测仪.docVIP

目 录 1 前言 1 1.1湿度检测及应用 1 1.2湿度检测技术现状及发展 2 1.3论文主要研究内容 2 2 湿度监测技术 3 2.1湿度测量原理 3 2.1.1电容式湿度传感器概述 3 2.1.2电容式湿度传感器介质和结构 3 2.1.3电容式湿度传感器感湿机理 3 2.1.4电容式湿度传感器SHT11 5 2.2常用湿度测量仪器 8 2.3微处理技术 10 2.3.1微处理器简介 10 2.3.2单片机 10 2.4分布式检测系统 12 2.4.1串行通信总线标准接口与应用背景 12 2.4.2 RS－485构成的分布式通信系统 13 3 基于SHT11的湿度监测仪硬件设计 15 3.1MCU及周边电路 15 3.1.1AT89S51单片机 15 3.1.2X5045模块 17 3.2 SHT11接口 19 3.3人机接口 20 3.3.1显示器及接口 20 3.3.2键盘接口 21 3.3.3报警器 22 3.4通讯接口 23 3.5电源 24 3.6硬件抗干扰设计 25 4 监测仪软件设计 27 4.1主程序 27 4.2数据采集与处理子程序 28 4.2.1数据测量与传送过程 28 4.2.2数据处理 30 4.3通信程序 32 4.4显示程序 33 4.5键盘程序 36 4.6软件抗干扰设计 37 5 结论与展望 39 附录1：SHT11监测仪电路原理图系统的硬件结构图 41 附录2：SHT11监测仪PCB图 42 英文原文 43 中文译文 57 致 谢 70 1 前言 1.1湿度检测及应用 湿度被定义为气体中水蒸气的含量，，， 湿度的测量范围可以跨越的数量级，ppb的水蒸气浓度，，，，，， 有关湿度的一些定义： 相对湿度 在计量法中规定，湿度定义为物象状态的量。日常生活中所指的适度为相对湿度，用RH%表示。总之，即气体中（通常为空气中）所含水蒸气量（水蒸气压）与其空气相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸汽压）的百分比。 绝对湿度 指单位容积的空气里实际所含的水汽量，一般以克为单位。温度对绝对湿度有着直接影响，一般，温度越高，水蒸气发得越多，绝对湿度就越大；相反，绝对湿度就小。 饱和湿度 在一定温度下，单位容积，空气中所能容纳的水汽量的最大限度。如果超过这个限度，多余的水蒸气就会凝结，变成水滴，此时的空气湿度变称为饱和湿度。空气的饱和湿度不是固定不变的，它随着温度的变化而变化。温度越高，单位容积空气中能容纳的水蒸气就越多，饱和湿度就越大。 露点 指含有一定量水蒸气（绝对湿度）的空气，当温度下降到一定程度时所含的水蒸气就会达到饱和状态（饱和湿度）并开始液化成水，这种现象叫做凝露。水蒸气开始液化成水时的温度叫做露点温度简称露点。如果温度继续下降到露点以下，空气中超饱和的水蒸气就会在物体表面上凝结成水滴。此外，风与空气中的温湿度有密切关系，也是影响空气温湿度变化的重要因素之一。 ，，叫做露点。露点只依赖于空气中水蒸汽的分压， 水在各种温度下的饱和蒸汽压可查有关资料得知。因此只要测定了露点，，e表示。 如果大气的温度为，也有一个饱和水蒸汽的分压E，Ee和E的比值叫做相对湿度[3]，R， 由此可见，和当时的气温即可得到相对湿度R。 湿度测量和控制广泛应用于航空航天、微电子、石油化工、电力、气象、仓储等领域。鉴于湿度测量的重要性，，，，，ISO9000质量体系认证中有湿度测量方面的要求，，， 1.2湿度检测技术现状及发展 1.冷镜式精密露点仪 冷镜式精密露点仪是指热电冷却镜面，，，，，，， 2大气压离子质谱仪 大气压离子质谱仪是通过测量分子离子的质荷比丰度来检测水蒸气浓度的[5]。大气压离子质谱法灵敏度高，ppb量级的湿度测量，，， 3.光腔衰荡光谱仪 在光腔衰荡光谱中，，，，ppb量级的水蒸气浓度是一个新方法。美国NIST希望将这种方法发展成检测极低含量水蒸气浓度的标准方法[6]。应该注意，CRDS和可调谐激光二极管吸收光谱TDLAS的测量原理是不同的。 4.高分子电容式露点仪 高分子湿度电容最早用于相对湿度的测量。把它用于露点测量不是不可以，，3%RH以下的相对湿度，Vaisala公司应用加热回归技术[7]，，-60~-80，2。一般来说，40以下且误差较大，， 1.3论文主要研究内容 研究湿度监测技术，设计湿度监测仪。 (1)总结湿度监测技术。 (2)设计监测仪的一般结构和功能及技术指标。 (3)设计监测仪，主要包括： 1.监测仪硬件电路。 2.监测仪软件。 3.抗干扰设计。 2 湿度监测技术 2.1湿度测量原理 2.1.1电容式湿度传感器概述 电容型湿度传感器一般有两类。 (1)直接感湿，即直接将大气作为电介质材料。这一类通常具有响应速度快、灵敏度高, 但易受大气中尘埃的影响等特点。 (2)间接感湿，即利用