基于ARM的电力开关柜现场智能监控系统设计.docx

摘要: 电力开关柜，电力系统中的一种重要设备，对电力开关柜内部的工作环境和内部的工作状态进行实时、有效的监控，在电力行业一直以来的发展中，必须关注的一项重要任务。本次设计主要针对开关柜的环境温度、湿度和噪声进行监测，并且实现温湿度的自动控制功能。

本次设计基于ARM系列单片机中的STM32F103C8T6，采用DHT11温湿度传感器和噪声传感器作为监控系统的主体。STM32F103C8T6单片机，集成度高，开发简易，是一款具有高性能、低成本、低功耗特性的 32位闪存微控制器。DHT11温湿度传感器，内部有一个电阻式的湿度感应元件和一个NTC温度测量元件，输出的信号是经过校准系数校对过后的数字信号，该产品具有质量优良、响应速度快、抗干扰能力强、高性价比等优点。噪声传感器用来检测开关柜内的声音强度。

硬件电路主要包括电源电路、温湿度采集以及控制电路、噪声检测电路、信息显示电路、按键电路及其他辅助电路；软件设计使用KEIL开发环境，用C语言编程。设计实现的主要功能为：监测开关柜现场环境的温湿度和噪声，将其显示到LCD显示器，并且控制温度、湿度控制设备智能调节柜体环境；阀值可以根据需要预先设置，当实际测量的温湿度或噪声不在预设的范围内时，系统发出报警信号（蜂鸣器），启动相应控制。

关键词：温湿度，噪声，开关柜，STM32单片机

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1研究背景及意义-1

1.2研究现状-2

1.3本次设计的主要内容-3

第二章 方案设计-5

2.1开关柜监控系统总体方案设计-5

2.2开关柜系统监控方法-7

2.2.1传感器原理介绍-7

2.2.2传感器在电力开关柜中的应用-8

2.2.3开关柜控制器简介-8

2.3本章小结-9

第三章 硬件设计-10

3.1开关柜监控系统器件简介-10

3.1.1 STM32 F103 C8T6微控制器-10

3.1.2 LCD 1602液晶屏-11

3.1.3 DHT11数字式温湿度传感器-14

3.1.4噪声传感器-16

3.1.5 SRD-05V继电器-17

3.2开关柜监控系统硬件设计-18

3.2.1系统原理图-18

3.2.2单片机最小系统-18

3.2.3开关柜温湿度采集电路-20

3.2.4开关柜声音采集电路-22

3.2.5显示电路-22

3.2.6开关柜温湿度控制电路-23

3.2.7按键电路-23

3.2.8电源电路-24

3.2.9蜂鸣器和警报灯电路-24

3.3本章小结-25

第四章 软件设计-27

4.1 KEIL C51软件介绍-27

4.2 系统程序总流程图-27

4.3 系统子程序流程图-30

4.3.1 开关柜温湿度检测流程图-30

4.3.2 开关柜噪声检测流程图-31

4.3.3 开关柜参数设置流程图-32

4.3.3 开关柜参数显示流程图-34

4.4本章小结-36

第五章 系统调试-37

5.1 软件调试-37

5.2 硬件调试-38

5.3 调试结果-39

5.4本章小结-41

第六章 总结和展望-42

6.1 总结-42

6.2 展望-42

参考文献-43

致  谢-43

附录-45