防潮通風等對溫濕度的基本控制是倉庫日常工作的重要內容，用來衡量倉庫管理水平的重要指標。這直接關係到儲備物資的使用壽命以及工作可靠性。為保證其日常工作的順利開展，首要問題就在於加強關注倉庫內溫濕度的檢測工作。
因此我們需要一種使用方便並且測量準確的溫濕度測控系統。
以往傳統的檢測方法是用溫度計、毛髮濕度表、雙金屬式測量計和濕度試紙等測試工具，通過人工進行逐項檢測，對超過設定溫濕度範圍的倉庫進行通風、除濕和公升降溫等工作。像這種簡單的人工測試方法費時費力然而效率又比較低，此外測試的溫濕度誤差比較大，隨機性也比較大。目前，我們國家大中型的庫房在倉庫管理中由於技術和資金上等多方面的原因，大多數還僅限於只對溫度實施監測，當溫度超過設定的範圍時進行通風或者翻倉，有時處理不及時或者由於人工裝置條件有限仍會造成極大損失。
此外倉庫溫度的公升高主要還有可能是濕度引起的，倉庫儲藏物本身的水分過高或連續的高濕天氣加上通風條件較差將導致儲藏物發霉變質等一系列不必要的損失。諸如此類的惡性迴圈一旦形成很難再對其進行有效控制和管理。特別是在一些倉庫的管理上，對溫濕度的綜合檢測尤為重要，因此，倉庫在進行溫度監測的同時，必須重視對空氣濕度的檢測，以利於提前採取有效措施控制倉庫儲藏物霉變。
本次所設計的溫濕度智慧型檢測控制系統是基於at89c52微控制器和上位機為控制核心，結合感測器、通訊和數字電子電路技術，實現了溫度和濕度檢測與倉庫溫濕度的有效檢測報警，降低經濟損失和勞動強度。
溫濕度感測器在工農業生產、氣象、環保、醫學等領域都得到越來越廣泛的應用。
綜上所述，設計乙個簡易的翠葉金絲（桑葉桑黃）發酵溫、濕度控制系統，旨在設計方便全面的檢測倉庫溫濕度控制系統，來達到保持倉庫內溫濕度在乙個精準範圍的目的。系統使用微控制器配合上位機根據設定溫濕度範圍對當前溫濕度進行檢測控制，實現溫濕度的顯示報警和調節。此次設計應該達到以下幾點要求：
1.具有實時檢測溫濕度並顯示的功能。
2.具有可以設定溫濕度範圍和報警功能。
3.配合上位機進行實時傳輸實時調控的功能。
在方案一中，利用了ds18b20作為溫度感測器，利用了溼敏電容hs1101和555定時器組成的多諧振盪器作為濕度感測電路，採用了實時溫濕度和設定溫濕度範圍同液晶屏同上位機顯示，利用簡單按鍵和上位機虛擬儀器按鍵都能對設定溫濕度的範圍進行調節，當溫濕度超出所設定的溫濕度範圍時各子微控制器將報警並控制外部裝置進行調節。方案硬體結構框圖如圖2.1所示。
圖2.1 方案一硬體結構框圖
在方案二中，採用了溫度感測器ad590對環境進行測溫，再由ad0809進行模數轉換，其他部分與方案一相同。方案硬體結構框圖如圖2.2所示。
圖2.2 方案二硬體結構框圖
經過理論分析和實際測試，發現兩種方案都可以實現相同的功能。在方案一中，溫度感測器ds18b20將溫度訊號直接輸入微控制器，微控制器將實際溫度與設定溫度範圍相比較，當溫度溫度超出設定範圍進行報警並操作外設進行調控。而在方案二中，溫度感測器ad590將檢測到的溫度訊號經過模數轉換器ad0809轉換，然後輸入給微控制器at89c52，其也具有顯示實時溫度並監控報警的功能。
在方案二中，採用 「ad590+ad0809」的溫度檢測模組，使得檢測效率沒有直接輸出數值訊號的db18b20溫度感測器高，精度不如ds18b20高，實際成本也高於ds18b20。而在方案一中，實現了對於溫度的精確設定，可以精確到一攝氏度。
綜上所述，從電路設計的難易程度，成本和人性化等方面看，方案一明顯優於方案二，所以我選擇了方案一作為自己的設計方案。
乙個典型的微控制器最小系統一般由時鐘電路，復位電路，外部擴充套件介面等部分組成。如圖3.1所示為本系統微控制器最小系統。
圖3.1 微控制器最小系統
時鐘源電路：微控制器內部具有乙個高增益反相放大器，用於構成振盪器。通常在引腳xtal1和xtal2間跨接石英晶體和兩個補償電容構成自激振盪器，結構如圖3.
1 中c1，c2，c3。根據情況可以選擇12mhz或24mhz等頻率的石英晶體，本系統為了使得串列埠通訊時比較容易分頻成常見的標準波特率，我選擇了11.0592mhz的石英晶體，而補償電容通常選擇10到30pf左右的電容。
復位電路：本微控制器最小系統採用手動復位要求在電源接通的條件下，在微控制器執行期間，用按鈕開關操作使微控制器復位。復位是完成微控制器內電路的初始化，使微控制器從一種確定的狀態開始工作。
微控制器的復位引腳rst保持兩個時鐘週期的高電平將使微控制器復位，復位後片內各暫存器的狀態如表3.1所示。
表3.1復位後片內各暫存器的狀態
注：x代表隨機狀態
另外，在復位有效期間（即高電平），微控制器的ale引腳為高電平，且內部ram不受復位的影響。
把hs1101和555定時器同時接入電路中構成多諧振盪器的電路設計原理圖如圖3.2所示。
圖3.2濕度感測模組電路
ne555電路功能的簡單概括為:當6端和2端同時輸入為「1」時,3端輸出為「0」；當6端和2端同時輸入為「0」時，3端的輸出為「1」。在本電路，555定時器就是根據這一功能用做多穩態觸發器並輸出頻率訊號的。
在電源接通時，由於6端和2端的輸入為「0」，則定時器3腳輸出為「1」；又由於c1 兩端的電壓為0，故vcc 通過r4 和r5 對c1充電，當c1 兩端的電壓達到2ccv/3 時，定時電路翻轉，輸出變為「0」。該時刻555定時器內部的放電bjt的基極電壓為「1」，放電bjt導通，從而使溼敏電容c4 通過r5 和內部的放電bjt 進行放電，當c4 兩端的電壓降到ccv/3 時，定時器再次翻轉，讓輸出變為「1」，內部的放電bjt 截止，vcc 又開始通過r4和r5對c4充電，如此往復，形成振盪，成為乙個典型的多諧振盪器即方波發生器。r3是防止輸出短路的保護電阻，r6用於平衡溫度係數。
其工作迴圈中的充電時間為ht=0.7(r4+r5)c4；放電時間為1t = 0.7r3*c4；因而，輸出的方波頻率為：
f=1/(ht+1t)=1/[0.7c4(r4+r5)],輸出脈衝占空比為q =(r4+r5)/(r4+2r5)，為了讓輸出的脈衝占空比大約為50％，r4應該遠小於r5。而外界的濕度變化時，hs1101電容值發生變化，繼而改變該電路的輸出頻率。
所以只要能測出該部分電路的輸出頻率，根據濕度和輸出頻率之間的關係，便可求得環境的濕度。如表3.2為空氣濕度與電壓頻率的典型值。
表3.2空氣濕度與電壓頻率的典型值
微控制器的p1.7口和ds18b20的引腳dq連線，作為單一資料線。本設計雖然只使用了一片ds18b20，但由於不存在溫度測量與子微控制器距離遠的考慮，所以為了簡單起見，採用外部供電的方式，如下圖3.
3所示。測溫電纜採用遮蔽4芯雙絞線，其中一對線接地線與訊號線，另一對接vcc和地線，遮蔽層在電源端單點接地。
圖3.3 溫度感測器模組結構圖
at89c52微控制器內部含有乙個可程式設計全雙工序列通訊介面。其介面的電路不但能同時進行資料的接收和傳送，還可以作為乙個同步的移位暫存器來使用。在進行非同步的通訊時，資料的接收和傳送分別在各自的時鐘（tclk和rclk）控制下進行的，但是他們都必須與字元位數的波特率保持一致。
mcs-51序列口的接收和傳送時鐘可由兩種方式產生，一種是由主機頻率的晶振頻率經過分頻後產生，另一種方式則由內部的定時器t1或者t2的溢位頻率經過16分頻以後提供。
由於上位機上只有傳統的9針d型串列埠，要和多個下位機節點組成資料通訊網路，需要將rs-232通訊協議轉換，rs-485協議方式，需要用到max232和max485晶元各一塊，其電路原理圖如圖3.4所示。
序列口在傳送過程用一條寫傳送緩衝器的指令把資料（字元）寫入到序列口的傳送緩衝器sbuf（發）中，再通過硬體電路自動在該字元的始末加上起始位（低電平）、停止位（高電平）及其他另外的控制位（奇偶位等），之後在移位脈衝shift的控制下，低位在前，高位在後，從txd端（方式0除外）一位一位的向外傳送。
序列口的接收與否受制於允許接收位ren的狀態，若ren被置「1」，允許接收器的接收。接收端rxd一位一位地接收資料，直到接收到乙個完整的字元資料以後，控制電路進行最後一次的移位，自動刪除掉起始位，讓接收的中斷標誌ri置「1」，同時向cpu申請中斷。ti和ri是由硬體置位的，但需要用軟體復位。
圖3.4 微控制器串列埠連線電路
rs-232-485轉換電路主要涵蓋了電源、rs-232電平轉換、rs-485電平轉換三個部分。此電路的rs-232電平轉換電路運用了很常見的max232積體電路，而rs-485電平轉換電路則採用了max485積體電路。為了方便，電源部分被設計成了無源的方式，整個部分的電路供電直接從pc機的rs232介面中的dtr（4腳）和rts（7腳）取出。
pc 串列埠每條線大約可以提供9ma電流，所以兩條線供給的電流也就足以供給本塊電路使用。經實驗，電路僅用一條線就已經能正常工作。使用該電路要注意pc的程式必需讓串列埠的dtr和rts輸出高電平，經過z1穩壓後得到vcc，經過實際測試，vcc電壓大約在4.
9v左右。因此，電路中要說z1起的作用是穩壓和限壓功能。
at89c52的內部ram只有節，不能儲存太多的資料報；其次，微控制器的外接晶振選用11.0592mhz，片內cpu的速度不理想，控制多個時鐘，cpu資源消耗太多，會大大降低系統效能。因此，取消了停止等待協議有傳送視窗這一機制，而採用傳送乙個資料報就等待當前資料報的確認包，超時再發。
從機通訊協議如下：
置sm2=1，接收主機發來的位址，若不符合本機位址，則返回；若符合本機位址，則回送本機位址作為響應。
關串列埠中斷，置sm2=0準備接收命令。接收到主機發來的命令，先判斷，若不是合法命令則置sm2=1並返回；若為合法命令則繼續。
將命令分類，若為0x00則傳送本機接收就緒訊號轉（5），若為0x01則傳送本機傳送就緒訊號轉（4）。
傳送資料，等待傳送結束，轉到（6）。
接收資料，等待接收完成。
接收主機號，傳送收發長度，等待主機的響應。
收到主機發來的響應後，做些處理後，返回置sm2=1,開串列埠中斷。
從機狀態字如下表：
表3.3 從機狀態字
err＝0時為合法命令，err＝1時為非法命令；trdy＝0時表示從機傳送未就緒，trdy＝1表示從機傳送就緒。rrdy＝0表示從機接收未就緒；rrdy=1表示從機接收已經就緒。