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第2章 系统总体方案设计

2.1系统的设计指标
本设计的温湿度计能够对被测医疗器械工作环境进行温度和湿度及时准确地监测，并将其测得的温湿度值显示在LCD数码管上，然后与事前先设置的温湿度范围上下限相比较，若超过温湿度的最高最低限制，则通过蜂鸣报警器报警，同时报警指示灯闪烁，直到温湿度回到规定的范围为止。另外，还能够通过按键自己设置温度范围。综上所述，系统设计的要求如下：
1.开机工作，启动温湿度监测设备，检测各元件工作情况。
2.正负温湿度识别（正温湿度红灯亮，负温湿度绿灯亮）。
3.温度传感器的监测设定范围是-10℃～65℃。
4.软件预设上限温度32℃，下限温度零下10℃。
5.系统监测实时结果超过温湿度上下限即实现报警功能，报警灯闪烁，鸣器震动并警示蜂鸣，并在负温湿度时蜂鸣报警器震动频率较正温度急促。
6.系统支持手动设置温度正负温度限制。
2.2系统的实现原理
本系统使用温湿度传感器，并与单系统微型计算机连接共同组成温湿度监测系统，从而完成监测温湿度。温湿度传感器对温湿度的变化反馈十分迅速，它能够及时准确的把测得的温湿度转化为一连串的电平信号，这时我们可以通过LCD数码管将其测得的温湿度值显示出来，可供参考和读取。如，温度传感器DS18B20是一种高集成度的温度传感器，它能够根据当前试验检测环境温度的变化产生一串实时数字信号。不同的环境温度将会产生的差异性数字信号，通过该电平信号能够准确及时地得到当下实验环境的温度值，从而实现温度的实时监测。
2.3系统的实现方案分析
利用温度传感器DS18B20作为直接的外部监测器件提供实时温度，由于集成度高的DS18B20不需要复杂的外围电路。其体积小的特点，除节省实验电路板外，温度传感器DS18B20是高封装的，微控制器与之直接链接。 监测温度范围为_-10-~65℃，抗干扰。 另外，选择HS 1101传感器作为湿度传感器，通过实验环境中的水分含量来改变所用电容器的介电常数，并采集实验环境中的水分百分比。通过LCD数码管显示，HS 1101传感器、高反馈、稳定，且适合实验环境等。单系统微型计算机AT89C52作为系统主要组成元器件，但这里采用LCD 7位数码管进行温度值和湿度百分比的显示元件，直观，清晰，易分辨。并且LCD数码管体积小，价格经济。

第3 章 系统硬件设计

3.1 系统总体结构

本设计的系统结构由单系统微型计算机系统、温湿度传感器模块、数码管显示模块和电源模块以及报警电路组成，系统总体结构如图

系统总体结构图

第4章单系统微型计算机的温湿度网络远程监控系统分析与设计

4.1系统性能需求
基于单系统微机温湿度网络的远程监控系统主要基于两点：一是医疗器械，温湿度网络收集器所处的环境位于大功率医学设备上。第二个是我们文物保护环境中温度和湿度的变化。第三个危险品仓库。无线温湿度监测系统安装简单，兼容，易于携带，数据库环境安全可靠，无线设备软件与设备之间通信稳定，反应讯速。自动报警。热量和能量消耗。由于使用了无温湿度监测系统和温湿度无线网络设备所处的环境，温湿度网络设备应具有：（1）体积小：温湿度传感器容易安装在任何大型设备上，如在文物箱子里，这不会影响美观：（2）散热性能良好：距离大功率医疗设备非常近，它会从医疗设备上吸收大量的热。 （3）能耗低：由于系统设计的主要目的是低能耗，各组件的综合能耗应尽可能的低，(4)通讯稳定：设备通讯稳定，收集的温湿度数据实时发送到移动设备服务器。实现实时监控，并尽快控制温湿度。
无线温湿度监控系统的设备服务器应具有：（1）通讯稳定性：无线设备服务器端通讯稳定，数据采集设备发送的温湿度数据可实时传输，以应对及时，（2）快速响应，，数据采集设备传输的数据包可以快速响应，还可以检查用户或管理员的温度和湿度数据的当前或历史工作，而且，数据库的3环境现在是安全可靠的：数据库是整个服务器的核心并存储。 所有温度和湿度数据通过收集器和驱动程序配置信息，安全可靠的数据库，以保证整个系统的正常运行，以及数据库实时的四个合理性通过系统发送 存储：实时 - 远程系统监控数据库的要求和有效性要求远程温度和湿度监控系统不包含大量过量数据。
4.2 功能分析
在保护我们的危险品仓库的过程中，使用几个存在相同问题的仓库，手动阅读数据，将温度计和湿度计放在设备，物品和仓库中。 该方法不能知道及时接收环境的温度和湿度，并且及时应对温度和湿度随时间的异常变化。 通过以上对系统和环境利用的分析以及存在的问题，温湿度传感器采集的温度和湿度无线监测温湿度网络功能的系统 可以有的温湿度信息，不仅要求有很高的精度和准确度，而且，它具有良好的稳定性，同时节省了大量的人力资源。 温湿度信息的传输：由温湿度传感器采集的温湿度信息传输到温湿度无线网络的设备服务器，供用户检查和处理。 温度和湿度信息处理：处理由焓收集的温度和湿度信息，以显示和存储管理员和用户的有用信息。 应显示数据库实时加权和效率，以及处理温度和湿度信息的实时信息。，但并不存储所有的温湿度信息，相反，以一定的速度。借助查询功能：用户不仅可以实时查看有关温度和湿度的实时信息，还可以浏览历史。用户权限管理功能：服务器可以管理整个系统的最高权限，查看温度和湿度的所有信息，还可以监控参数设置和管理所有系统用户和常规用户。或者，操作员只能看到允许他检查经手的信息。具有监控参数设定功能，可设定监控时间，温湿度监控周期，温湿度上下限，适当的报警阈值等。
4.3软件架构
温湿度络远程监测设备软件架构图如图所示

对于一般的温湿度采集，监测设备端的数掘采集模块负贵将传感器监测到的数据解析，由主控程序将温湿度打包，附上监测设备的蓝牙和当前的时间，通过蓝牙通信模块发送给服务器。当网络中时，主控程序调用数据存储模块存储模块及时存储未发送成功的温湿度数据包，蓝牙通信模块还可以接收设备服务器端传输的相应信息，时间信息同步，网络信息配置等。
温湿度无线监控系统服务器端软件架构见图3-3

5 系统软硬件调试

本设计采用Keil uVision2编写C语言程序，通过它的编译器进行编译、连接，最后将生成的代码下载到单系统微型计算机上。
Keil C51编译器是目前最实用的软件，用于创建MCU系列MCS-51，编辑器C，宏焊接，链接器，库管理和强大的仿真调试功能以及集成开发。。
在Proteus ISIS编辑窗口中元件列表之上单击“P”按钮 ，添加元件及放置元件。
按照正确的方法，合理地布局将各个元器件连线，得到如下界面，如图19所示：

图 19 整体电路图

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