基于单片机的温湿度监测系统

王耀平

（成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都，610059）

基于单片机的温湿度监测系统

王耀平

（成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都，610059）

系统以STC12C5A60S2单片机为主控单元，采用温湿度传感器DHT11作为检测元件，将采集到的温湿度数据可以在1602液晶显示屏上进行显示，通过按键可以设置温湿度报警值，蜂鸣器可以在温湿度值达到报警值的时候进行报警。是室内温湿度监测的一种低成本解决方案。实验表明，能良好地监测室内温湿度。

单片机；温湿度采集；DHT11；室内检测

0 前言

室内的温度和湿度是两种最基本的环境参数，与人们的生活环境息息相关。测量温湿度可以更好地控制我们的生活环境。传统的对环境温度和湿度的测量是通过两种不同的传感器如热敏电阻和湿敏电阻进行分别测量，或是只实现温度监测而忽视湿度的监测。本设计采用的方案是用一个传感器DHT11实现温湿度的同时测量。电路简单，实用性高。满足室内对温湿度的需求。

1 系统设计

本系统的总体思路是单片机发送控制命令，传感器进行数据采集，单片机读取数据，再将读到的数据通过1602液晶屏进行显示，通过按键可以设置温湿度报警值，当温湿度超出用户的设定值时蜂鸣器可以进行报警。系统框图如图1所示。

图1 系统框图

图2 软件控制流程图

2 硬件设计

DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它采用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机连接。该产品具有响应快，抗干扰能力强，性价比高的优点。体积小，功耗低，单线制串行接口与单片机连接简单，信号传输距离可达20米以上当连线长度短于20米时用5K的上拉电阻。

1602液晶屏是单片机系统常用的显示器件，与单片机的接口电路为P1口为命令数据接口，P3.3，P3.4和P3.5分别接片选，读写选择和使能端口。按键用来模式选择和设置温湿度阈值。蜂鸣器的电路为P0.0通过上拉电阻接到三极管C9013上，通过控制三极管的通断来控制蜂鸣器的通断。

3 软件设计

先建立总体程序框架的流程图。软件控制流程图如图2所示。按照DHT11数据手册上的时序图，MCU与DHT11通信的过程是：首先MCU发送一个至少18ms的低电平的开始信号，保证DHT11能检测到起始信号，DHT11接收到主机的开始信号等待主机开始信号结束，DHT11发送响应信号，80us的低电平，与此同时主机设置为高电平延时等待20到40us后读取响应信号，如果读取响应信号为高电平，则DHT11没有响应，总线为低电平说明DHT11发送了响应信号，之后还会有80us的高电平准备，然后送出40bit的数据，每一位数据都以50us低电平时隙开始，高电平的长短决定了数据位是0还是1。

在程序中读取30us的电平来判断数字0还是1，最后将读取的数据进行校验，校验成功则存放在温 系统有三个按键，一个按键进行模式选择，一共有3种模式，分别是湿度上限值设置，温度上限值设置，上限值不显示模式，主程序不断扫描模式设置键，进行模式间的切换和设置。

4 总结

系统采用DHT11作为温湿度传感器，具有电路简单，稳定可靠的特点，用51单片机实现控制，NRF24L01实现无线数据传输，实现了远程的温湿度监测系统。系统性能稳定，成本低廉，配合液晶显示屏，人机交互良好。

[1]万军.基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现[D].2012.

[2] 奥松电子.DHT11数据手册说明书[Z].

[3]长沙太阳人电子有限公司.1602液晶屏说明书[Z].

[4]张毅刚，彭喜元，姜守达，乔丽岩.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社.

Temperature and humidity monitoring system based on MCU

W
ang Yaoping
（College of Information Science and Technology，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan，610059）

The system uses STC12C5A60S2 microcontroller as the main control unit, using temperature and humidity sensor DHT11 as the detection element, the temperature and humidity data collected can be displayed on the LCD screen in 1602, set the alarm value of temperature and humidity can through the button, the buzzer can be in temperature and humidity values reached when the alarm value of alarm. It is a low cost solution for indoor temperature and humidity monitoring. The experimental results show that the indoor temperature and humidity can be well monitored. read, write and alarm.

single chip microcomputer; temperature and humidity collection; DHT11; indoor test