摘 要图书馆温湿度控制器是指一种能够实现对图书馆环境中的温读和湿度两种环境参数进行快速持续检测等目标的电子系统，并且能够实现自动调控温湿度，通过射频无线通信模块将监测到的数据送入总台进行集中管理，它通常由微处理器作为主控，本课题就以这种系统作为研究目标，通过对它的实现方法以及关键问题进行构思和探讨，最终完成了一款以STC89C51单片机来为核心的图书馆的温湿度控制器系统。本毕业设计主要在系统硬件和系统软件两个层面依次对图书馆的温湿度控制器系统的设计方法进行了说明，通过对射频无线收发电路、液晶屏显示电路、温度检测电路、蜂鸣器电路和等模块的原理图配置以及与单片机GPIO管脚相互间的连接，最终把各个子电路进行物理连接，形成了图书馆的温湿度控制器系统的硬件骨架。在软件系统配置上，本论文通过对主程序和每个子程序的工作流程进行流程图绘制，通过流程图的各个步骤演示来对软件代码的工作过程进行了表述。
目录
一、 引 言 1
二、 图书馆的温湿度控制器系统方案设计 4
三、 系统硬件设计 5
（一）主控电路设计 5
（二）各监测点数据无线通信电路设计 6
（三）温湿度液晶显示电路设计 7
（四）温湿度检测电路设计 8
（五）参数异常电路设计 9
（六）加热器驱动电路设计 10
（七）风机驱动电路设计 10
（八）按键电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一）图书馆的温湿度控制器系统的主程序流程设计 12
（二）NRF24L01型射频无线收发模块驱动流程设计 13
（三）图书馆温湿度采集流程设计 15
（四）图书馆环境参数异常报警功能流程设计 15
（五）图书馆温度调节流程设计 16
（六）图书馆湿度调节流程设计 17
五、 系统调试与测试 18
（一）系统调试 18
（二）测试数据 18
六、总结与展望 19
七、致谢 20
八、参考文献 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
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录三 元件列表 23
引 言
（一）图书馆的温湿度控制器系统的发展背景
在最近短短一二十年时间中，传感器技术以及微处理器技术的飞速发展给图书馆的温湿度控制器系统的发展带来了新的篇章，智能识别、大数据快速运算等效果使图书馆的温湿度控制器系统被重新定义，智能概念的光环开始笼罩着这种图书馆的温湿度控制器系统，这些新型功能和强大的数据处理功效给用户的生产生活带来了极大程度的便捷，用户只要通过简易的操控就可实现前所未有的许多新型功能，新型功能源于老一代的系统，但是远比老系统更易于操作。随着科学技术的不断前进以及电子技术的逐渐趋向于传感化和智能化，人们生活中的绝大多数经常用到的东西都将逐步被电子系统给取代掉，这是人类社会的一个显著的发展趋势，就如本论文将要设计的这类图书馆的温湿度控制器系统，它也是一种出现较为早的系统，尽管如此，随着时间的迁移，它一直不断地跟随着电子技术的发展脚步而一起发展，当前它早已不再是那个老式的只能完成几个简单功能的图书馆的温湿度控制器系统了。
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图1 图书馆温湿度控制器控制面板
图书馆的温湿度控制器系统的快速发展使使用者对于数据处理和其它智能特性提出了愈发高的要求，而要实现这些近似苛刻的期望，首要的重点技术是提升它的里面微处理器关键部分的效果，以8位微处理器作为主控器件的是一些早期图书馆，该内核在单位时间里仅仅能够对8比特的二进制数据进行运算，这种运算能力相对于当前大肆流行的32位机和64位机来说，可以说是小巫见大巫了，从而当时在这类数据运算能力下，图书馆的温湿度控制器系统仅仅能够完成几项简单的指标。
近些年来32位内核设计技术的飞速发展使处理器芯片进入了高速运算时代，这项技术的完善无疑给图书馆的温湿度控制器系统带来了上帝的福音，好似受到了最强劲的加持，在数据运算能力上相对过去的8位机就增加了4倍，那么这给图书馆的温湿度控制器系统的功效带来了不但是目标上的增加，更给控制系统赠予了更流畅的工作性能。快速发展的经济在实质上是对人们生活的根本改变，这个过程可以很好的反映在人们对于图书馆的温湿度控制器系统的见解上，过去人们仅仅满足于其几项简单功能，而在全部都完善后，不同的用户对图书馆的温湿度控制器系统都有一套自己的见解，良好的人机交互界面、友好的数据交互接口和加倍智能的运行方式在一定程度上迎合了用户的普遍追求。本论文的设计目标是一种高性价比图书馆的温湿度控制器系统，并没有使用32位处理器来作为主控，只是使用STC89C51单片机作为主控，通过这种简单类型8位单片机处理，就已经可以对大多数现有产品进行改进了。
（二）图书馆的温湿度控制器系统的发展现状
前不久一份科学技术杂志刊登了一篇文章称，嵌入式以太网的发展早已遍布了好多技术领域，其中物联网即为一个典型，本课题所设计的该图书馆的温湿度控制器系统亦将通过以太网或者其他无线网络的联络形成一个星罗棋布的网络，从而在某些使用场合，这类网络把必需非常多节点与此同时进行工作才能够进行工作。文章称要完成图书馆的温湿度控制器系统网络的普及，企业有必要进一步增加这种系统的综合，把它价格进一步压缩。伴随着单片机技术的不断普及，图书馆的温湿度控制器系统再也不是工业环境中的专用了，它早已遍布到了生产生活中的各角落。
（三）本文主要内容设计
本论文构建了一种图书馆的温湿度控制器系统，接着是本论文将要完成的设计内容和任务指标：
（1）能够实现对图书馆中的温度和湿度两项参数进行持续的检测，当温度湿度超过设置范围时能够实现参数的适当调控，实现图书馆环境的适宜性；
（2）能够实现主控单片机对温度传感器、湿度传感器的驱动，从而能够准确测量各室内温湿度；
（3）具有一定的灵活报警功能，当出现环境参数检测结果异常时可以通过单片机的驱动实现报警器的启动和关闭；
（4）具有风机驱动电路，促成风机对图书馆各个房间内温湿度的微调控。
（5）能够实现图书馆各个房间之间的数据向总台无线发送，实现温湿度等数据在总台的集中管理。
图书馆的温湿度控制器系统方案设计
图书馆温湿度控制系统的核心功能就是将温度和湿度两项参数进行持续的动态稳定，能够根据用户设置的参数范围实现图书馆内部环境的稳定，从而为阅读者提供适宜的阅读氛围，为此本课题设计了下图中的结构框图来构建这款系统的硬件框架，这个框架以STC89C51单片机最小系统作为内部核心部分，外部结合了多种模块。对于图书馆各个房间内的数据采集是通过图中的温湿度传感器部分来实现，这一部分使用了DHT11型的温湿度传感器，它能够将较高精度和准确度的温湿度参数通过数字信号送入单片机进行处理使用。而在温度和湿度的调控功能上将使用到下图中的温度调控电路和风机电路部分，在温度的控制上通过温度调控电路来执行，本课题采用了一个继电器模块来模拟加热器的工作启闭状态。风机电路通过输出风量来实现湿度的调节，在一定程度上也保持了图书馆内的干燥性，起到了书籍的保护作用。而在温湿度参数出现异常时则通过蜂鸣式报警模块来实现报警信号的输出，液晶屏的主要作用是对温湿度参数进行高清晰度显示。在对数据的无线发射功能上，本课题将通过NRF24L01集成式的射频无线通信模块进行这个功能的设计，STC89C51将通过构建SPI接口对其进行驱动，来实现图书馆房间内数据的无线收发。

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