1. 研究目的与意义

工业是一个国家发展的命脉之一，工业的发展决定了国家的发展前途。我国是工业大国，尤其是近年来，工业自动化得到了很大的进步，工业的生产过程也日趋复杂化。而且在工业现场，有很多关键的零部件和数据参数等均受到不同环境温度湿度的影响甚至破坏，因此对环境的温度湿度检测是十分必要的，这也就要求所设计出来的温湿度检测系统能够不断地适应各种环境。国外集温湿度于一体的检测技术早于我国，21世纪以来，我国各个行业特别是传统行业，急需升级生产线，在吸取国外先进技术后，制造出了适应各种环境的温湿度传感器，例如工厂通过光学仪器检测生产线的成品是否有裂痕或者长度距离是否符合标准。因为光学仪器对温湿度的要求高，在工业室内环境下，温度需要保持在22-24℃，湿度＜65％，所以光学仪器就需要测量精准的温湿度传感器去实时检测工业场所环境的温度和湿度，以减少后期维护成本。随着技术的不断进步，传感器的不断革新，温湿度检测在各个领域仍然具有很大的上升空间，尤其是工作环境具有挑战性的工业领域，急需一套精度高、性能好、耐久的温湿度检测系统。

单片机是采用超大规模集成电路技术的小而完善的微型计算机，适用于工业控制、智能仪器、汽车电子等领域。单片机分为商用、工业用、汽车用、军用。尤其是汽车用和军用，其适用温度最低可达-55℃，最高可达150℃，满足一些工作环境比较恶劣的工业场所。而且单片机兼容性十分强大，例如51系列和52系列可以互相兼容。而且单片机成本相对于plc较低，编程语言较简单，容易上手，减少了产品设计可能遇到的问题和错误。工业领域一般将plc与单片机结合，大型的项目zion个体设计运用plc，中间某些关键环节就可以使用单片机。虽然plc在工业领域应用广泛，能够适用于各种大型工业生产和恶劣的环境，但考虑到工业成本，某些关键部分不必使用plc，例如温湿度检测，使用一块工业级单片机便可实现全部功能，而且plc费用昂贵，不同的plc硬件体系互不兼容，当用户选择了一种plc产品后，必须选择与其相应的控制规程，局限性较大，可以说用在类似于温湿度检测这样的小环节上是一种资源的浪费。因此在上述情况下可以考虑选择单片机。

在温湿度检测方面我们可以参考闫双红硕士所设计的基于单片机的太阳能干燥温湿度检测系统----一种基于 stc89c54 系列单片机和 sht10 数字型温湿度传感器的温湿度检测与控制系统，实现对不同测点上的温湿度进行实时采集、传输和显示，另外，当检测到的温湿度值超过所设定的阈值时，则立即发出报警信号，并调整风机的转速。sht10的温度量程为-40℃～123.8℃，湿度量程为0%rh～100%rh,测湿精度为4.5%rh，测温精度为0.5℃，湿度分辨率为 0.03%rh，温度分辨率为 0.01℃， 这些参数指标满足本设计的温湿度检测的精度和测量范围要求。再比如杨五忠硕士所设计的基于单片机的仓库温湿度智能测控系统的设计与实现采用stc89c52作为系统的主控制器，并使用 sht10 温湿度传感器来采集仓库中温度与湿度数据，并将采集到的模拟信号通过 a/d 转换后，发送给主控制器进行分析处理来实现对仓库中温湿度是否合适的监测。sht10的温度范围是：-40℃到123.8℃之间,湿度量程范围是从0%rh到100%rh 。测量的温度的精度25℃0.5℃可测量的湿度的精度范围是4.5%rh。因此本温湿度检测系统可以考虑使用单片机设计面向工业应用的温湿度检测系统。

2. 研究内容与预期目标

本课题以单片机为核心，综合考虑多个工业测量温湿度的应用场景，选择合适的温度湿度检测器件，并且运用单片机控制器件测量所需要检测的温度、湿度，通过无线传输将数据发送到设备上，其最终目的是致力于开发一套可以具有较大测量范围、较强抗干扰能力、较多应用场景的工业温度湿度测量系统。

预期在课题研究完成以下几点：

（1）分析、总结面向工业应用的温湿度检测的工作特点及要求；

3. 研究方法与步骤

本课题硬件部分你用单片机为控制芯片，选择合适的温度湿度传感器检测目标的温湿度，用无线传输方式将检测到的数据发送到设备上，并且在超过一定范围后，触发报警系统。其中温湿度检测和无线传输是本系统的核心组成部分。因为考虑到工业环境不适合有线传输，所以无线传输这一块就显得十分重要。

其设计的主要步骤：

(1)查阅温湿度传感器的相关资料，学习单片机、无线传输的相关知识，熟悉单片机的基本原理及指令系统，并且掌握电路仿真软件和程序编译软件的使用。

4. 参考文献

[1] 闫双红.基于单片机的太阳能干燥温湿度检测系统的研究.内蒙古：内蒙古工业大学，2012.

[2] 陈城. 基于stm32的温湿度检测系统.武汉：武汉科技大学，2012.05.27.

[3] 周柏青,李方园.plc控制系统设计与应用:西门子s7-200/1200.北京:中国电力出版社,2015.

5. 工作计划

（1）2022-2-25～2022-3-17（3周） 查阅相关背景及技术资料，制订具体计划，撰写开题报告。

（2）2022-3-18～2022-4-07（3周） 提出实现方案，熟悉控制模块硬件资源及编程技巧。

（3）2022-4-08～2022-4-28（3周） 设计电路原理图，提出程序框图，编制控制程序。