基于SHT10传感器的仓库温湿度监测系统

王海燕，高之圣

（淮安信息职业技术学院 江苏 淮安 223003）

当前，防潮、防霉、防腐、防爆是仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到储备物资的使用寿命和工作可靠性。通过传统人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。因此，我们研究开发一种成本低廉、使用方便且测量准确的温湿度检测系统。

1 温湿度检测方案的选择

方案一：采用独立的温度和湿度传感器

1）温度传感器的选择：集成温度传感器可采用AD590，它的测温范围在-55～+150℃之间，而且精度高。M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。它无需进行线性校正，使用非常方便，接口电路实现也很简单。

2）湿度传感器的选择：常用湿敏传感器常可采用HOS-201，这是一种高湿度开关传感器，它的工作电压为1 V以下，频率为 50 Hz～1 KHz，测量湿度范围为 0～100%RH，工作温度范围为0～50℃，阻抗在75%RH（25℃）时为1 MΩ。这种传感器原是用于开关的传感器，不能在宽频带范围内检测湿度。

方案一，优点在于测量温度范围大（从-100℃到上千摄氏度），精度高，但系统电路比较复杂，需要用放大电路将温度传感器采集到的信号进行放大，性能不够稳定，抗干扰能性较低。

方案二：采用一体化的温度、湿度传感器

该方案可采用瑞士进口数字式温湿度传感器SHT10，SHT10自身集温度和湿度传感器于一体。另外SHT10芯片内置A/D转换器，无须再次添加A/D转换电路，因此构成系统简单，抗干扰能性也较同类芯片高。因此，采用SHT10进行温湿度实时监测的优点，在于测量精度高、接口简单、体积小、构成系统成本低廉等优点。

经过综合比较，方案二是比较理想的，且经济适用。由于本系统中采用了温湿度传感器SHT10本身自带A/D转换模块，能将检测的温度、湿度值直接传送入单片机，然后经由单片机控制将温湿度值由显示出来，然后每次将读入的数据与上、下限进行判断，以决定是否调用报警和启动调温、调湿装置。

2 系统方案设计

本设计是基于单片机AT89S55为控制核心，通过温湿度传感器实时采集环境温湿信号，设计开发了一种仓库温湿度监测系统检测系统，其中包括A/D转换、单片机、温度湿度检测、键盘及显示、继电器控制电路及报警电路等部分的设计。

图1 系统结构框图Fig.1 Whole structure of the system

3 系统主要硬件电路设计

3.1 温湿度检测电路设计

温湿度检测电路由温湿度传感器SHT10和微控制器AT89S55组成，SHT10通过二线串行接口与微处理器连接，如图2所示。SHT10的供电电压是2.4～5.5 V，电源引脚VDD和GND之间需要加一个100 nF的去耦电容器。串行时钟输入线SCK用于使AT89S55与SHT10之间通信同步，由于SHT10接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK频率限制，即微控制器可以以任意低的速度与SHT10通信。串行数据线DATA引脚是三态门结构，用于数据的读取，DATA在SCK时钟下降沿之后改变状态，并仅在SCK时钟上升沿有效，在AT89S55向SHT10发送数据，且SCK时钟为高电平时，DATA必须保持稳定为避免信号冲突，AT89S55应拉低DATA，当需要拉高DATA信号时，可以外加的上拉电阻来实现。

图2 温湿度检测电路Fig.2 Circuit of temperature and humidity detection

3.2 人机交互电路

设计了一个4个独立按键作为按键输入电路，显示电路选用了南京傲雪液晶公司生产的自带字库的128×64点阵图形式液晶显示屏，如图3所示。该液晶屏满足我们的要求，经过多次测试，液晶的性能十分稳定。

3.3 报警电路

为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警装置，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。我们设计了声光报警电路，如图4所示，并在显示界面显示出现故障的单元控制器编号，以方便准确定位和了解警情。

4 系统软件设计

图3 人机交互电路Fig.3 Circuit of Human-computer interaction

图4 声光报警电路Fig.4 Circuit of Acousto-optic alarm

系统的程序设计采用的是C语言编程，这样能够提高了系统程序的可维护性和扩充性，同时采用了模块化设计，主要有:按键功能设计、数据输入模块设计、温湿度传感器进行数据采样、LCD显示等，主程序流程图如图5所示。

图5 主程序流程图Fig.5 Flow chart of main program

系统上电后，首先进行系统的初始化，接着温湿度传感器根据时序的变化开始采集和传输数据，单片机接收到数据进行判断处理和显示，并及时响应按键动作。

5 结 论

本系统通过大量的实验测试，成功开发了一种仓库温湿度监测系统。系统控制界面操作方便，运行稳定，达到设计要求。该系统温湿度监测精度高、成本低、性价比较高、易于推广等特点，将有助于提高仓库温、湿度监控作业效率，确保库存物资的储存质量。

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