温湿度传感器毕业设计-王涛

2024-04-30

温湿度传感器毕业设计-王涛(共8篇)

篇1:温湿度传感器毕业设计-王涛

温湿度传感器毕业设计-王涛

青岛农业大学

毕 业 论 文(设计)

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基于51单片机的温湿度传感器的设计与制作 王涛 理学与信息科学学院 电子信息科学与技术 1001 2905 霍文晓

年 5 月10 日

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青岛农业大学

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基于51单片机的温湿度传感器的设计与制作 王涛 理学与信息科学学院 电子信息科学与技术 1001 20102905 霍文晓 2014 年 5 月10 日

摘要:温湿度使我们生产生活中很重要的参数,本设计为基于51单片机的温湿度检测与控制系统,采用模块化、层次化设计。如今采纳新技术,使用新式智能的温湿度传感器DHT11来实现对温度、湿度的监测,运用DHT11来完成湿度信号的收集并将其转换为数字式信号,接着使用单片机AT89C52分析、处置数据,提供信号给报警及显示电路,从而完成对温湿度的检测与监控。依据设定的报警高低限值来体现报警体系的报警功效,采纳LCD1602液晶显示所测得的温湿度值。优点是系统的电路简单、集成度高、运行稳定、调试方便、检测精度很高,有一定的实用价值。

关键词:单片机;DHT11温湿度传感器;LCD1602显示

Abstract:Temperature and humidity that we are important parameters in production and living, this design is based on 51 single chip microcomputer temperature and humidity detection and control system, adopts the modular, hierarchical design. Now adopt new technology, the use of new intelligent temperature and humidity sensor DHT11 to realize the monitoring of temperature, humidity, using DHT11 to humidity signal collection and convert them into digital signals, then using microcontroller AT89C52 analysis and treatment of data, provides the signal to alarm and display circuit, so as to complete the detection and monitoring of temperature and humidity. According to set the alarm of high and low limit to reflect the alarm function of the alarm system, adopt LCD1602 LCD display the measured temperature and humidity values. Advantage is simple circuit, high integration, stable running, convenient debugging and testing precision is high, has certain practical value.

Key words: Single chip microcomputer; DHT11 temperature and humidity; LCD1602 display

目 录

第一章 引言 ..................................................................................................................................... 7

1.1课题的研究背景 ................................................................................................................. 7

1.2课题的研究内容及目标 ........................................................................................ 7

1.3本文的组织结构 ................................................................................................................. 7

第二章 设计要求及目的 ................................................................................................................. 7

1.1 设计目的 ............................................................................................................................ 7

1.2 设计要求 ............................................................................................................................ 7

第三章 系统方案设计及论证 ......................................................................................................... 7

3.1总体方案设计 ..................................................................................................................... 8

3.2方案比较与论证 ................................................................................................................. 8

3.2.1温湿度检测 .............................................................................................................. 8

3.2.2主从机通信 .............................................................................................................. 9

3.2.3显示部分 .................................................................................................................. 9

第四章 系统的硬件设计与实现 ..................................................................................................... 9

4.1 单片机介绍 ........................................................................................................................ 9

4.1.1 单片机主要性能 ..................................................................................................... 9

4.1.2 单片机各引脚功能介绍 ....................................................................................... 10

4.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍 ............................................................................... 10

4.2 DHT11数字温湿度传感器介绍 ...................................................................................... 14

4.2.1 DHT11产品概述 ................................................................................................... 10

4.2.2 串行接口 ............................................................................................................... 10

4.3 红外发射电路 .................................................................................................................. 14

4.4红外接收电路 ................................................................................................................... 16

第五章 软件设计 ........................................................................................................................... 17

5.1主机程序 ........................................................................................................................... 17

5.2从机程序 ........................................................................................................................... 18

总 结 ............................................................................................................................................ 20

致 谢 ............................................................................................................................................ 21

参考文献......................................................................................................................................... 22

附录一 主机电路图 ....................................................................................................................... 23

附录二 从机电路图 ....................................................................................................................... 24

附录三 程序代码 ........................................................................................................................... 25

第一章 引言

1.1 课题的研究背景

温度与湿度与人们的生活息息相关。尤其是在工农业生产、气象、国防、科研等部门,必须经常、精确的对环境温度进行监测和控制。此外,在制药,造纸准及温湿度测量,食品加工和其他行业是必要的。比较传统的温度计使用水银制作显示,构造简单、价格低廉,缺憾是精确度不高,不宜读数。传统的干湿球温度计的显示方法,不仅复杂,测量精度不高。而选用单片机对温湿度实施监控和测量,不单单具有节制便利,单一灵活的特点,而且可以大大提高温度控制的灵活性的优点。用LED数码管显示温度和湿度值,看起来更直观。

测量温度和湿度最重要的就是传感器。温度和湿度的测量过去是分离的。传感器的成长历经了三个阶段:传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前,从模拟到数字温度传感器的模型的方向,从集成化向智能化,网络化的发展。温度传感器也经历过这样的阶段走向数字化、智能化。

1.2 课题的研究内容及目标

温度和湿度探测器是以AT89C52单片机为核心控制芯片,该芯片具有良好的抗干扰能力,快速响应。使用此单片机构成的温湿度检测仪能够定时、无误的监测周围的温度和相对湿度。

使用高灵敏度收集湿敏电阻阻值变化,然后经由单片机从而得到相应湿度,这就是本检测仪的硬件部份的设计;DHT11数字温度传感器对温度的实时采集和直接控制监测。另外,新增的语音报警装置,让用户自己来设定自己需要的上下限值,只要超出便会自动报警。并用LCD显示屏作为显示设备的硬件设计方案。软件部分选用模块化的方式分成几个个体,一个个进行程序设计,最后连接各部分一起协调工作,从而实现实时监测周围温湿度的目的。

1.3 本文的结构组织

本文的组织结构安排如下:

第一章引言,扼要阐明本课题的研究背景、研究目的、研究意义,以及要实现的目标。

第二章设计的要求及目的,阐述要实现的功能,以及主要的参数。

第三章系统设计方案及论证,通过分析论证,选出最合适的设计方案,详细的.介绍总体方案。

第四章主要讲述整个体系硬件的设计及实现,包括单片机的选择、温湿度传感器的选择以及红外发射电路、红外接收电路、语音播报电路的设计。

第五章是软件设计,基于前面的硬件系统,设计合适的主机程序和从机程序。

第二章 设计要求及目的

2.1 设计目的

温度、湿度是工业和农业生产的主要环境参数。是否能够及时、准确地测量很重要。如果单片机来对温度进行控制,利用高精度的温度,湿度控制,强湿功能,体积小,价格低,简单灵活,很好的满足工艺要求。

2.2 设计要求

1、实现温度和湿度的测量;

2、按电源键进行测量;

3、湿度的测量范围: 0%~100%RH;温度的测量范围:-40~+85℃;

4、湿度测量精度:±2.0%RH;温度测量精度:±0.2℃;

5、在LCD显示屏上显示数据和结果;

6、超出或低于预设定的值,蜂鸣器自动报警。

第三章 系统方案设计及论证

3.1总体方案设计

根据课题要求实现,该系统由主机系统和两个部分从系统,以AT89C52单片机为核心,设计。图1-1和1-2为主机、从机框图:

图 1-1 主机系统图 图 1-2 从机系统图

3.2方案比较与论证

3.2.1温湿度检测

方案一:使用AM2301数字温湿度传感器。该型温湿度传感器,采用3.3-6V直流电源供电,它的各部分参数:湿度测量的范围为20%~90%RH;温度测量的范围为0~+50℃;湿度测量精度为±5.0%RH;温度测量精度为±2.0℃。虽然它的价格比较便宜,但测温的范围和测湿的范围太小,温度的精度和湿度的精度太低,不符合设计的要求。

方案二:使用AM2302电容式数字温湿度传感器。它的各部分参数如下:由于传感器参数:湿度0% ~ 100%相对湿度的测量范围;温度测量范围为40 ~ + 80℃;湿度的测量精度为±3.0%RH温度的测量精度:±0.5℃。价格也比较适合,基本可以满足设计要求。

方案三:使用数字温湿度传感器DHT11。湿度测量范围: 0%~100%RH;温度测量范围:40 ~ + 85℃;湿度测量精度:±2%相对湿度±0.2℃温度测量精度。该传感器价格很便宜。温度和湿度都达到或超过了标题的精度要求,属于低功率传感器。

经过比较,从系统技术参数要求和低功耗方面考虑,选用方案三。

3.2.2主从机通信

方案一:采用RF905SE无线发射模块。可以进行最远达1000米的远距离无线通信,工作很稳定,比较简单,但是成本较高。

方案二:采用无线蓝牙串口模块。该模块的传输距离为5 ~ 10米,可串行通讯,通讯便捷,但成本高。

方案三:用自制的红外通信电路,可以实现超过5米距离的通信,低功耗,低成本,并能满足题目要求发挥的一部分。

通过对比,方案三的红外通信电路的机能完全能够符合题目的各个部分和发挥部分的设计,故选用方案三。

3.2.3 显示部分

方案一:采用LED数码管,其操作简单,显示直观。不仅程序的设计简易,而且对周围的环境要求很低,方便维护。但是数码管只可以显示阿拉伯数字,不能显示汉字。而且硬件设计也相当繁复。不适用于本设计。

方案二:使用LCD液晶,它具有体积小、低功耗、显示丰富等优点。电路连接简单,价格也便宜。

总的来说,LCD液晶显示更多的内容,所以本设计选用LCD液晶显示程序。

第四章 系统的硬件设计与实现

4.1 单片机介绍

4.1.1 单片机主要性能

AT89C52是由ATMEL公司生产的51单片机的一个型号。它具有高性能CMOS8位、低电压的优点,使用了该公司的高密度、非易失性存储技术生产,完美兼容MCS-51指令系统,包括8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52功能强大、试用范围非常广。

主要功能特性:

● 引脚完全兼容MCS-51产品

● 具有8K字节的可重擦写Flash闪存

● 1000次擦写周期

● 2个读写中断口线

● 全静态操作:0Hz-24MHz

● 三级加密程序存储器

● 256*8字节内部RAM

● 32可编程双向I/O线

● 3个16位定时器/计数器

● 2个外部中断源,共6个中断源

● 可编程串行UART通道

● 低功耗的空间和掉电模式

● 软件设置睡眠和唤醒功能

4.1.2 单片机各引脚功能介绍

AT89C52由40 脚双列直插包装的8 位通用微处理器组成,使用常用的C51内核,它主要用于会聚调整功能的控制。功能主要有对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等部件的初始化,会聚调整控制,会聚测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。

・P0 口:P0 口是8 位的漏极开路型双向的I/O 口,即为地址/数据总线复用口。如果被当作输出口,每位可以吸收电流的形式驱动8 个TTL逻辑门电路,对端口P0 写“1”时,起作用变为高阻抗输入。当需要访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8 位)和数据总线复用,期间可以激活内部上拉电阻。在Flash 编程时,P0 口负责接受指令字节,但是在程序校验的时候,需要输出指令字节,校验时需要外接上拉电阻。

・P1 口:P1 是一个带在内部上拉电阻的8 位的双向I/O 口, P1 的输出缓冲级可驱动(吸取或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,经过里面 的上拉电阻把端口拉至高电平,就可作输入口使用。作输入口用时,因为里面存在上拉电阻,某引脚被外部的信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51 不

同之处是,P1.0 和P1.1 还有作为定时/计数器2 的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX)的功能,Flash 编程和程序校验的时候,P1 接收低8 位地址。

・P2 口:P2 是一个带有上拉电阻的8 位双向的I/O 口,P2

的输出缓冲级能够驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。将端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻来港的高水平,此时,可作为输入,作为输入使用时,因为内部上拉电阻,如果某个引脚被外部信号拉低的时候就会输出一个电流(IIL)。当访问外部程序存储器或16 位地址的外部数据存储器时,P2 口送出高8 位的地址数据。当访问8 位地址的外部数据存储器时,P2 口输出P2 锁存器的内容。编程或检查,P2也获得了很高的地址和控制信号。

・P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时,被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流(IIL)。P3 口除了作为一般的I/O 口线外,此外,它的第二功能P3 口还接收一些可以用于Flash 闪速存储器编程与程序校验的控制信号才是最重要的。

4.1.3 单片机特殊功能寄存器介绍

・数据存储器:AT89C52 有256 个字节内部RAM,80H-FFH 高128 个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重复的,虽然物理上分开,但是高128字节的RAM 与特殊功能寄存器的地址相同。当一条指令访问7FH 以上地址单元的时候,指令中使用不同的寻址方式,即为究竟是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器是由寻址方式决定的。直接寻址方式对应的是访问特殊功能寄存器。

・定时器0和定时器1:AT89C52的定时器0和定时器1 的工作方式与AT89C51 相同。

・2定时器:定时器2是一个16位定时器/计数器。不仅仅可以当定时器用,而且可用作外部事件计数器,特殊功能的寄存器T2CON的C/T2 位负责选择它的工作方式。定时器2一共有三种工作方式:捕获方式,向上或向下计数方式以及波特率发生器方式,T2CON 的控制位来决定其工作方式。

4.2 DHT11数字温湿度传感器介绍

4.2.1 DHT11产品概述

DHT11数字温湿度传感器是一种复合传感器,它包含已校准数字信号输出。通过特殊的数字模块采集技术和温湿度传感技术,以确保产品拥有相当高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器由一个电阻式感湿元件与一个NTC测温元件组成,跟一个高性能的8位单片机相连接。因此,产品品质优良,响应速度快,抗干扰能力强,性价比很高。而且它的每次校准都在及其标准的温湿度实验室中进行。将所测的校准系数用程序存储在OTP内存中,当需要处理检测到的信号时,传感器会自动调用这些标准系数。单线串行接口,很容易和快速的系统集成。它的优点是体积小、低功耗、最高20米以上的远距离信号传递,使它能够在最为严格的场合使用。

4.2.2 串行接口

微处理器与 DHT11之间的联系与同步通过DATA来实现,它选用单总线的数据格式,一次通话时间大约在4ms左右,数据包括小数部分和整数部分,具体格式会在下文中详细介绍, 如果有扩张的小数部分,我们读作零。操作流程如下:

一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

数据格式: bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和

数据传递精确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据

+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”其结果末8位。

当用户MCU传送一次开始的信号后,DHT11就会自动从低功耗模式变换成高速模式,然后等待主机开始信号结束后,DHT11就会传送响应信号,送出40bit的数据, 触发信号的采集,用户可以选择读数据。在从模式下,当DHT11接收到开始信号就会自动触发一次温湿度收集,当接收到主机发送开始信号的时候,他就不会主动进行温湿度的收集.完成收集数据后会自动转换到低速模式。

1.通讯过程如图2-1所示:

图 2-1 通讯过程图

总线空闲时候的状态为高电平,主机会把总线降低然后等着DHT11响应,主机把总线拉低要大于18毫秒,以确保DHT11可以检测到起始的信号。当DHT11收到主机的开始的信号后,就会等待主机的开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号.主机发送开始信号结束后,延时等待20-40us后, 读取DHT11的响应信号,主机发送开始信号后,可以切换至输入模式,或者是输出高电平, 总线由上拉电阻拉高。

总线如果为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都会以50us低电平时隙开始,高电平的长短定了数据位是0还是1.格式如图2-2所示.收到高电平响应信号,则DHT11不会响应,检查一下电路连接是否正常.当最后一bit数据传送结束后,DHT11拉低总线50us,

然后总线由上拉电阻拉高转为空闲状态。

图 2-2

0数字信号表示,如图2-3所示:

图 2-3

方法1数字信号表示。如图2-4

所示:

图 2-4

4.3红外发射电路 经常使用的红外遥控器的输出,几乎全部是由编码后串行数据对38~40kHz的方波进行脉冲幅度调制而成的。每次按下发射器,就会发出遥控码,不同的按键则对应不同的遥控码。远程控制代码具有以下特点:

采用脉宽调制的串行码:

以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”; 以脉宽0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。

38kHz的载频对上述“0”和“1”组成的32

位二进制码进行二次调制,最后由红外发射二极管产生红外线向空间发射。红外遥控器编码的格式为连续的32位二进制码组,前16位为用户识别码,能区分不一样的红外遥控设备,防止不同机种之间遥控码会互相干扰。16到8位的操作码和8位操作完成后,用于检查数据接收的准确性。

根据红外编码格式,需要发送9ms的起始码和4.5ms的结果代码才能发送数据。

遥控串行数据编码波形如图3-1所示:

图 3-1串行数据波形编码

红外发射电路,通过单片机控制三极管的导通和最终实现红外发射管的数据传输,红外发射电路图如图3-2所示:

图3-2红外发射电路

4.4红外接收电路

接收方运用TL0038一体化的红外线接收器来接收解码,每次TL0038收到38kHz红外信号,输出端就会输出低电平,否则输出高电平。因此,红外信号发射电路发射,参照以上远程串行数据编码波形,在低水平送38KHZ的红外信号,高电平不发送红外信号。

红外接收电路,从外部接收到的信号发送给接受管,然后用P口送给单片机,红外接收电路图如图3-3所示:

图3-3

第五章 软件设计

5.1主机程序

主机程序包括主程序和中断服务程序。图4-1显示主程序流程,实现了温湿度数据的显示与接收,并通过LCD液晶显示屏显示所测的的温湿度。

图4-1 主机主程序流程图

5.2从机程序

从机程序主要是一个主程序。主程序的流程图如图4-2所示。目的是实现数据的接发以及温湿度数据的采集。

4-2从机主程序流程图

总 结

通过不懈的努力,终于完成了我的毕业设计。在我开始做毕业设计之前,我一直片面的觉得毕业设计只是对大学这几年来所学的专业知识的简单的总结,但是在实践的过程中我发现我错了,因为毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的以一种提高。

通过毕业设计使我明白了我学到的知识只是知识宝库中的冰山一角,还有许多要学习的地方。原来我总是感觉到已经把所有的东西都学到手了,什么都明白了,有些眼高手低。通过我在毕业设计的实践过程,我懂得了活到老学到老这句名言的真正意义,学习是一个循序渐进的过程,不可能一蹴而就,不管是在以后的工作中、或者生活中都不能停止学习,不断的用知识武装自己,让自己全面发展,更能适应这个科技文化高速发展的世界。

毕业设计的过程,让我养成了独立思考的习惯,培养了我实在实际操作中动手的能力,我领悟到了在实践过程中摸索的困难与最终成功时的喜悦,这些对于我的信心或者是工作能力来说都是极大的鼓励与肯定,相信这些会对未来的工作和生活中有非常重要的影响。虽然我的毕业设计是有些缺陷的,但我觉得在此过程中我收获了很多,最大的收获就是在毕业设计的设计过程中所学到的财富,他会是我终身受益。

在毕业设计实践的过程中,我还深深体会到交流和相互讨论的重要性。向老师请教,就能够时刻确保在大的方向上我是朝对的方向走;与同学讨论,可以集思广益、可以迸发灵感,收获新方法。思想和信息的传递,确保了我的毕业设计得以顺利完成。另外,我还总结出一个结论:知识要想实现其价值,必须由实践来完成!

致 谢

本论文是在我的导师霍文晓老师精心指导下完成的,在我的毕业设计和撰写论文的工作中倾注了霍老师的汗水和心血。在我遇到困难的时候,我的导师给我了无私的帮助。霍老师治学的态度非常的严谨,拥有渊博的专业知识,她无私的奉献精神一直感动着我、支撑着我从困难中爬起来,给了我很大的信心。从我最尊敬的霍老师身上,学到的不仅仅是全面的专业知识,最重要的是做人的道理,让即将走向社会的我懂得如何处理各种人际关系。在此向霍老师表达我最诚挚的敬意和感谢!同时还要感谢在百忙之中抽出宝贵的时间给我提供帮助的各位老师、同学以及朋友们!

感谢在百忙之中参与评阅论文和参加我们毕业生答辩的各位领导和老师,这是我第一次做温湿度传感器,一定会有些地方有错误或者不当。麻烦各位老师给我指出来让我明白自己的不足,我一定努力改正,让我的毕业设计更完美。

最后感谢家人给予我学业上和生活上的支持与照顾,感谢母校给与本人

深造的机会。

参考文献

[1] 谢光忠、蒋亚东等. 温湿度智能数据采集控制系统的研制:传感器技术 4.

[2] 丁元杰.单片微机原理及应用.北京:机械工业出版社.1993. [3] 喻评,郭文川.单片机原理与接口技术.北京:化学工业出版社,.

[4] 李刚.51系列单片机系统设计与应用技巧.北京:北京航空航天大学出版社..

[5] 余永权.MCS-51系列单片机应用技术.北京:北京航空航天出版社..

[6] 刘勇.数字电路.北京电:子工业出版社.2004.

[7] 王法能.单片机原理及应用(简明修订版). 北京:科学出版社..

[8] 赵伟军.PROTEL 99 SE 教程.北京:人民邮电出版社.2004. [9] 黄 强.模拟电子技术》北京:科学出版社..

[10] 徐正惠,胡海影.单片机原理与应用实训教程.北京:京科学出版社.2004.

[11] 陈晓文.电子电路课程设计.北京:北京电子工业出版社. 2004.

附录三 程序代码

篇2:温湿度传感器毕业设计-王涛

产品采用专用温度补偿电路和线性化处理电路。传感器性能可靠,使用寿命长,响应速度快。技术参数:

准确度 湿度:±3%RH(5%RH~95%RH,25℃)温度:±0.5℃(0℃~50℃)工作温度-10℃~60℃ 长期稳定性 湿度:<1%RH/y 温度:<0.1℃/y

响应时间<15s(1m/s风速)频率输出型 占空比50%方波,输出端通过1000Ω上拉到5V电平

1kHz~2kHz对应0%RH~100%RH 1kHz~1.5kHz对应0℃~50℃ 电流输出型4~20mA 网络输出型RS485/RS232 电压输出型0~5V 负载能力 电压输出型:输出阻抗≤250Ω 电流输出型:≤500Ω

篇3:温湿度传感器毕业设计-王涛

露点(Dew point),又称露点温度(Dewpoint temperature),在气象学中是指在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。在这温度时,凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露,因而得名露点。露点仪是能直接测出露点温度的仪器。近年来,空气系统或其他气体系统中的露点测量变得越来越重要,人们正在认识到空气或气体系统中存在的过多水气所带来的负面影响。这些水气会造成 :收尘设备(包括电除尘和袋式除尘)的损坏和寿命缩短,电力设备的绝缘性能的降低,金属部件的腐蚀,气动部件寿命的缩短等,这些故障会造成非计划的生产中断及难以估算的附加生产成本,严重的还会造成安全事故。普通的露点仪采用的工作原理主要有镜面法,红外法,重量法,电解法,振动频率法等,这几种方法普遍都具有仪器结构复杂,精度低,造价高等缺点。本文以AT89C2051单片机为主控芯片,以温湿度传感器芯片为测量元件,进行了新型露点仪的设计。本设计可用于工业在线露点检测,通过通讯总线上传到上位机,实现数据的实时采集。

1 系统总体设计方案

本设计的露点值由温度和相对湿度值计算而来。当湿空气中的湿含量不变时,冷却到饱和状态而将结出露水时的温度即为露点温度。露点温度和相对湿度和温度之间具有一定的对应关系,可通过公式计算得出。

本设计以AT89C2051单片机为主控芯片,SHT75温湿度传感器芯片为测量元件,和通讯收发芯片一起,组成智能化的数据采集发送系统。

2 系统硬件设计

2.1 单片机系统

本设计中 使用的单 片机为AT89C2051,其内部是8位的CPU,2KB片内可重编程FLASH存储器,2.7~ 2.7-6V宽电压工作范围,128*8位内部RAM,15条可编程I/O线,两个16位定时器 / 计数器,6个中断源的内部结构。单片机的最小系统包括晶振和复位驱动部分,如图1所示。

2.2 温湿度传感器系统

SHT75温湿度传 感器芯片 是一款高度集成的温、湿度传感器芯片,提供全量程标定的数字输出。它采用专利的CMOSens TM技术 , 确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

SHT75内部集成了湿度敏感元件和温度敏感元件,这两个敏感元件与一个14位的A/D转换器以及一个串行接口电路设计在同一个芯片上面。该传感器性能稳定、响应超快、抗干扰能力强。它使用两线制的串行接口与MCU连接,具有很高的精度和可靠性。

SHT75测量精度高 :湿度的精度为±1.8%,温度的精度为±0.3℃(在25℃时)。

SHT75与MCU的接口原理图如图2所示。

2.3 数据通讯系统

为最大限度减小误差,提高测量精度,数据的采集处理及传输采用全数字模式。测量数据由单片机直接从传感器中读出,经过处理后通过数字化通讯的方式向外发送。

数据收发部分使用的芯片是MAXIM公司的MAX485,是用于RS-485通信的低功耗收发器,每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。可以实现最高2.5Mbps的传输速率。

MAX485的收发方向由MCU的一个IO口进行控制,平常的时候MAX485处于接收数据状态,当收到发送数据请求时,转为发送状态,进行数据上传。

3 系统软件设计

本系统选用C语言作为编程语言,系统软件的开发全部采用Keil/Fanklin C51进行。系统程序的开发采用了流行的模块化设计方法。

系统软件的设计,主要由如下程序模块组成 :数据采集模块,主要用来定时从传感器中读出数据 ;数据处理模块,包括原始数据向工程数据的运算 ;通讯协议模块,用来将采集的数据转换成符合标准通讯协议的数据。通讯应答模块,实现与上位机的应答和数据传输。

3.1 数据采集模块部分

每次数据采集分为三步,第一步为启动传输,第二步为通讯的复位,第二步为传感器数据的读取。这几步都需要通过MCU的IO口驱动传感器的SCK和DATA信号引脚来完成。

3.2 数据处理模块部分

3.2.1 相对湿度的线性化处理 :

从传感器里读出的数据要先经过线性化处理才能给下一步处理使用。线性化的计算公式为 :(图3)

SORH 为测量得到的原始数据。

3.2.2湿度的温度补偿 :

如果测量进行时的介质温度偏离25℃较远,需要对湿度值进行温度补偿 :(图 4)

3.2.3 温度的数据处理 :(图 5)

SOT为采集到的温度原始数据。

3.2.4 露点的计算(图 6)

其中:Td 为露点温度,RH为相对湿度,T为湿空气的温度,Tn和m为根据温度而变的常数。

这个公式在 -40~50℃时有良好的精度。

3.3 为了增强系统的开放性和透明性,本设计的通讯协议采用 MODBUS 协议

本设计采用MODBUS RTU协议,物理层采用RS485。

通讯波特率采用9600BPS, 一位起始位,八位数据位,一位停止位,无校验。

通讯功能码采用03, 16位无符号二进制数据。

校验采用循环冗余校验CRC-16,具有很高的校验效率。能以99.997% 的概率检查出长度为17位的突发错,漏检概率为0.003%。

4 结语

本文介绍了基于温湿度传感器SHT75的露点仪设计的总体设计方案、硬件和软件的设计方案。使用Keil/Fanklin C51编译软件实现单片机编程,可以降低编程难度,增加源程序易读性。模块化的程序设计语言也利于软件开发和维护、升级。本设计采用成本低,性能优良的传感器,大大提高了设备整体性能,降低了故障率。给使用者带来了极大便利,达到了良好的应用效果。

摘要:本设计通过使用温湿度传感器SHT75和单片微处理器89C2051,首先测得湿空气的温度和湿度,然后通过公式计算出露点温度,然后通过MODBUS总线进行远程数据传输,具有测量精度高,可靠性好,结构简单,使用维护方便等优点,适用于需要连续在线监测结露温度的用户使用。

篇4:温湿度传感器毕业设计-王涛

关键词:现场总线;温湿度;传感器节点;微控制器

引言

篇5:温湿度传感器毕业设计-王涛

1 温湿度传感器总体设计

温湿度传感器主要由不锈钢外壳、内部电路板两部分组成, 内部电路主要由电源供电电路、微处理器电路、数据采集电路、LED显示电路、声光报警电路、数据传输电路等组成, 其原理框图如图1。

2 电气部分设计

电气部分设计在完成传感器基本功能的基础上, 同时进行了低功耗设计和电磁兼容性设计, 为了能够满足GB3836.4-2010中设备保护级别Ma级的要求, 在保护电路部分均做了三重化的处理和使用标准中允许的可靠组件。

2.1 电源电路的设计

传感器的电源电路是整机设备功耗高低的关键, 电源电路主要分为两大类电路, 一类是线性变换器 (LDO) , 其最大的缺点就是效率低;一类是开关式DC/DC升降压变换器, 其特点是:效率高、负载相应快。因此, 我们选用开关式DC/DC降压变换器LM3100, 美国国家半导体的LM3100是一款高效率兼高性价比的同步整流降压稳压器, 由于其独特的内部结构, 只需要很少的外部器件, 减小了设计难度和线路板的空间;外部电容采用高可靠的陶瓷电容, 可以进一步提高其转换效率、降低输出纹波电压, 工作频率通过外部编程可高达1MHz, 保护功能包括热关断、欠压锁定等, 其电路图如图2所示。

2.2 微处理器部分设计

微处理器的功耗在整机功耗中占有一定的比例, 在满足基本需要的前提下, 我们选用TI公司的超低功耗类型的MSP430系列中的MSP430F1232微处理器, 低电压、超低功耗, 在1.8~3.6V电压、1MHz的时钟条件下运行, 最大耗电400u A;强大的处理能力, 其为16位RISC结构, 有高效的查表处理方法和较高的处理速度;系统工作稳定, 上电复位后, 保证振荡器有足够的起振及稳定时间, 如果晶体振荡器发生故障, DCO会自动启动, 如果程序跑飞, 看门狗会起作用;片上资源十分丰富, 基本时钟模块、US-ART、10位ADC、带有3个捕获/比较器的16位定时器、双向的I/O端口。

2.3 信号采集传感器设计

SH75是Sensirion温湿度传感器家族中的插针型封装, 将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上, 输出完全标定的数字信号;采用专利的CMOSens技术, 具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性;由一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料职称的测温元件组成在同一芯片上, 与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接;ESD静电释放符合MIL STD883E方法3015标准的要求。因此, 其具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。

SHT75的供电电压范围为2.4-5.5V, 典型供电电压为3.3V, 平均工作电流为28μA, 相对湿度范围为0-100%RH、精度典型值为±1.8%RH, 温度范围为-40-123.8℃、精度典型值为±0.3℃, 完全满足MT381-2007《煤矿用温度传感器通用技术条件》的要求;SHT75与微处理器之间采用类I2C串行接口通讯, 其电路图如图3所示。

2.4 数据传输部分设计

数据传输部分采用典型的差分式RS485通讯方式, 芯片选用SN75LBC184, 其不但能抗雷电的冲击还能承受高达8KV的静电放电冲击;由于信号在传输过程中会产生电磁干扰和终端反射, 使有效信号和无效信号在传输线上相互叠加, 严重时会使通信无法正常进行。SN75LBC184的驱动器设计是限斜率方式, 使输出信号边沿不要过陡, 以不至于在传输线上产生过多的高频分量, 从而有效地抑制干扰的产生;另外, 为了提高通讯的可靠型, 在软件上同时做一些处理, 也可以避免通信异常, 即在进入正常的数据通信之前, 将总线驱动为大于+200m V, 并保持一段时间, 这样在发出有效数据是, 所有接收端能够正确地接收到起始位, 进而接收到完整的数据。

3 结构部分设计

电源部分采用了高频的LM3100开关电源, 虽然提高了整机的效率, 但不可避免的会带来一些电磁干扰, 可能会影响传感器数据采集或通讯的异常, 因此, 在物理上要把干扰源隔离起来, 因此, 我们采用局部浇封的方法, 将LM3100电源部分做成一个小的浇封的模块电源, 浇封材料采用环氧树脂, 浇封材料的要求以及浇封工艺的要求按GB3836.4-2010中6.6的规定进行;另外, 为了防止煤矿井下的电磁波干扰到传感器和外壳可能产生静电的积累, 采用了不锈钢的金属外壳。

4 结语

本传感器采用集成度和可靠性高的SH75温湿度专用芯片, 降低了成品成本, 提供成品功能;采用LM3100开关电源, 提高了效率, 保证了整机的低功耗设计;微处理器采用TI公司的公认的MSP430系列芯片, 降低了整机的功耗;数据通讯部分采用SN75LBC184芯片, 在硬件了增强传感器的可靠性, 同时, 配合软件的设计, 更是提供整机的稳定性;因此, 该产品在煤矿井下使用, 应该具有很高的竞争力, 同时, 该产品也可以使用在地面的检测实验室。

参考文献

[1]靳桅.基于51系列单片机的LED显示屏开发技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009.

[2]GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分:由本质安全型“i”保护的设备[S].北京:中国标准出版社, 2011.

[3]魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2002.

[4]MT381-2007煤矿用温度传感器通用技术条件[S].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[5]邬宽明.现场总线技术应用选编[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.

篇6:温湿度传感器毕业设计-王涛

关键词:粮食储存;温湿度传感器;单片机RS485;温湿度监测

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 04-0000-01

一、粮仓温度传感器系统的研究价值及背景

我国幅员辽阔,土地肥沃,当然成为一个粮食大国是毋庸置疑的。但是就因此应运而生了一系列的问题,最主要的就是粮食的储存。据报道在大多数的粮食储存企业中,它们都是使用粮仓来储备粮食的。因此在储存粮食的过程中有许多的自然因素将影响到他的储备,在这些因素中最重要的就是粮仓的温湿度,只要当粮仓的温湿度失调,就会导致粮食的腐烂,生虫等现象,这将造成巨大的损失。因此对于粮仓的温度的检测的研究是非常重要的也是刻不容缓的。一些报道称一些粮仓对于其内部温度的检测还是采用一种原始的、不科学的方法,利用人工检测粮仓的温度。此方法只能对一些小面积,通风较好的集中的小粮仓进行使用,然而目前面对的是一个储粮大国,粮仓的占地面积大,而且比较分散,利用人工检测一方面工作量大、繁琐且检测的周期长;另一方面,人工检测准确度不够,加之仪器的使用维护不便。随着电子技术和计算机技术的飞跃发展,人工检测粮仓的方法正在逐步的被智能高效的新型监测系统取代。新型检测系统的工作原理是利用传感器实现对粮仓湿度的采集,利用单片机实现控制,进而通过新型的通信方式对采集的数据的传输,利用上位机实现对温湿度的检测来控制下位机,使其控制通风设备。

二、粮仓无线传感器对温湿度的数据传输及技术

简而言之,无线数据传输就是一种利用无线通信方式来实现对数据的传输。就目前来说,无线传输系统有两大分类:一类是用于公共通信网络的无线数据传输;另一类就是通过自组通信网络的无线数据传输,这类可以用于粮仓温湿度的检测并对其数据进行传输。随着集成电路的发展,无线数据传输系统的芯片正在被广泛的应用,它的主要工作原理是无线数据传输系统吧调制解调器植入到超短波频电台内部,当需要发送数据时利用此调制解调器将数据信号转换成模拟信号;接收数据时再利用调制解调器把信号还原为数据信号,这就是数据的传播具有可靠性又具有高速性。由于无线频段的使用不是无限开放的,因此就目前而言我国可以使用的ISM频段为433MHz和2.4GHz。无线数据的传输系统需要组建无线通信网络才可以正常的工作,这就不惜使用无线通讯网络协议,目前常用的无线通信网络协议包括802.11家族的标准协议、蓝牙协议、ZigBee协议等。对于以上这几个无线网络协议,只有ZigBee协议适用于粮仓的温湿度检测。针对粮仓的温湿度监测系统来看,各个粮仓温湿度监测点之间可使用星型拓扑结构实现。

三、无线通讯系统的粮仓监控系统的核心

无线通讯系统的粮仓监控系统最主要的是上位机系统和下位机系统,可以说这两个是一个咽喉,没有他们将无法实现对粮仓的温湿度控制。什么是上位机系统?什么又是下位机系统?他们的工作原理又是什么?下面我一一解答,上位机系统主要指的是数据集中器和上位机,下位机系统是指每一个粮仓的温度采集系统。由于采用的是星型网络拓扑结构,所以其工作原理是:数据集中器通过把各个粮仓的无线温度采集器连接起来形成一个小型的无线网络,其相互无须进行通信。数据集中器直接通过RS-485总线与上位机连接,并由其读取数据进行显示和控制。数据集中器由MCU处理器、无线收发模块等主要器件组成,主要实现数据的接收、储存、数据和命令的发送等一些列功能。下位机的温度采集系统采用的是电池供电,其有良好的抗腐蚀性、其外部用良好的工程塑料进行密封以保证它在恶劣的环境下能正常的供电,以保证温度采集器的正常工作。上位机与下位机系统之间要保证有效的无线通信距离,以免超出其范围导致通信失败。再进行组网时要将温度采集器的地址加入到粮仓监控系统网络中,这是因为数据集中器只对网内的温度采集器发来的数据进行处理。在这里还要求温度采集器的地址是唯一的,因为温度采集器和数据集中器之间是多对一进行通信的,它主要的功能是对数据的接收、储存和转发温度转发器发来的一些列数据。为了确保传输效率的高效性和可靠性,这就必须对粮仓制定一个无线通信协议,一般为了增大其无线网络的覆盖面积,经常把数据集中器放在室外,但是上位机多数是要放在室内的,但是当他们相隔的距离较远时,其接收信息就能力就会较弱甚至消失,因此当RS232不能满足时,就需要使用RS485通信。上位机与温度采集器之间也需要一个通信协议,其一般使用VB、VC进行编程,使其具备显示功能界面和控制功能。

四、无线通讯系统的粮仓监控系统的主要功能

1.系统可以对粮仓的温湿度进行监测,并可以进行数据的传输,在传输过程中需要抗干扰能力强,传输准确性高;2.系统可以周期性的采集数据并发送,具有很强的动态性;3.系统的上位器可显示每一个监测点的温湿度的数据,并具有报警系统;4.检测的温度必须严格的控制在零下40度至零上60度;湿度为10%RH~99%RH。可供其选择的有IEEE802.1b(Wi-Fi)、蓝牙技术、红外技术、无线单片技术和ZigBee技术。但是对于粮仓监测系统只有无线单片技术和ZigBee技术是实用的。因为无线单片技术具有简单的通信协议其操作简单,ZigBee具有低功耗、低成本、低复杂度和低速段距离传输的优点。

五、结束语

通过以上的星型网络拓扑结构的设计方案,明确了系统的功能和指标以及通信方案。在实际的粮食的储备中,完全实现了无线网络传感对温湿度的控制,这不光是对劳动能力方面的解放,还具高度的准确性、可靠性。

参考文献:

[1]王浩.基于ZigBee技术的温湿度数据采集通信系统设计与实现[J].盐城工学院学报(自然科学版),2013(01):32-33.

篇7:温湿度传感器毕业设计-王涛

1 软件的主要功能、结构和界面设计

本系统主要通过对温湿度传感器的数据采集, 实现对温湿传感器批量检定。整个系统在Visual C++6.0环境下开发, 总共包括五大模块:温湿度传感器数据检测模块、温湿度传感器数据存储模块、温湿度传感器合格与否自动判定模块、温湿度传感器数据查询模块、相关证书的打印模块。

软件的各功能菜单采用统一格式的用户串口界面。其中, 屏幕显示的是以下几个方面:⑴主界面, 由背景界面和主菜单组成;⑵点击检测菜单时, 显示温湿度传感器的信息界面, 所填的信息包括所测传感器的信息和标准器的信息。⑶该系统的查询功能可对检测数据和检测结论分别查询。

2 数据的采集、存储和查询

2.1 串口通信实现数据的批量采集

串行通信应用广泛, 在数据通信、计算机网络以及分布式工业控制系统中, 经常采用串行通信来交换数据和信息[2]。在Visual C++6.0环境下, 一般使用控件‘MSComm’控件进行串行通信开发。通过MSComm控件, 上位机也可以实现对下位机的操作, 比如实时显示数据, 更改需要检测的传感器个数等。

2.1.1 检测数据的实时显示

该系统要求每隔3秒钟一次显示1号, 2号, …, n号传感器所检测的温度/湿度数据, 即要求实现数据的实时显示。具体算法为:设置一个3秒定时器, 每隔3秒向下位机发送一个数据, 用于通知单片机需要几号传感器的测量值, 并且根据不同的数据告知单片机需要的是温度值, 还是湿度值, 进而可以区别测量温湿度的值。在本系统中, 当需要传感器检测的温度值时, 上位机会向下位机发送0x F0-0x F7;需要传感器检测的湿度值时, 上位机会向下位机传送0x F8-0x FF。下位机根据上位机的数据, 选择输出不同的传感器的温度/湿度值。上位机接受到数据之后, 显示在相应的编辑框中。

2.1.2 传感器有效个数的更改

执行更改需要检测的传感器个数的程序, 具体的算法:根据用户在下拉列表中选择的个数, 调用CWnd中的子函数Get Dlg Item () 和Enable Window () 函数使得被选中的所有的传感器相应的编辑框有效。

2.2 SQL-Server 2000数据库实现数据的存储和查询

SQL-Server 2000是微软公司开发的中型数据库, 它的可视化方面做得很好, 在安全性等方面功能非常强大, 并且有微软的强大技术支持。连接和使用SQL Server数据库有多种不同方法, 包括ODBC, DAO和RDO等。ADO是Microsoft的主要数据访问方法, 故本系统采用ADO方法。ADO与OLE DB是Microsoft的Universal Data Access (UDA) 策略中的关键组件。OLE DB定义一组COM接口, 包括数据访问服务。ADO是个高级对象模型, 将OLE DB提供的数据提供给应用程序。UDA (universal data access, 通用数据访问, 也叫全局数据访问) 是microsoft为企业应用范围内各种类型信息存取所制定的一项新战略, 它提供对多种数据源进行存取的一致界面。

利用Microsoft OLE DB Provider for SQL Server (SQLOLEDB) , 可不必访问另一ODBC API和驱动器层, 可以直接访问数据源。要使用这个数据提供者, 经连接字符串的Provider变元设置为SQLOLEDB。

与DAO和RDO等数据访问库相比, ADO对象模型很简单, 主要有五个对象, 可以实例化更多底层集合和对象。Connection对象, 表示打开的数据源连接;Command对象, 可以对SQL Server执行命令;Recordset对象, 是从SQL Server返回的一组记录, 但Recordset对象还提供了客户机应用程序中读取、更新和操纵数据的机制[3]。本系统较多使用了Recordset对象对数据库进行操作;Record对象, 表示层次式机构中存放的数据, Record对象也可表示Recordset中的行, 利用这个对象可以管理文件系统中的目录和文件, 或e-mail系统中的文件夹与消息。

本系统共需要三个表格:温湿传感器的信息 (HTSensor I nfo) 、温湿传感器湿度检测数据 (HTHSensor Data) 、温湿传感器温度检测数据 (HTTSensor Data) , 每个表格中包含所需要存储的各个变量。这三个表格同在HTSensor数据库中。

使用SQLOLEDB连接SQL Server数据库, 连接字符串如下:

"Provider=SQLOLED B.1;Persist Security Info=False;User ID=sa;Initial Catalog=HTSensor";

2.2.1 数据的存储

对于数据库的存储主要有两个方面, 一个是在没有数据的情况下进行数据的插入, 另一个是原来存在数据, 则进行数据的更新。

插入数据用到的是SQL Server中的INSERT语句, 例如:

"INSERT INTO HTSensor Info (Chu Chang Num, ……, Conclusion) VALUES ('"+ChuChangNum+"', ……, '"+Conclusion+"') ";

更新数据用到的是SQL Server中的UPDATE语句, 例如:

"UPDATE HTSensorInfo SET Sensor Name='"+Sensor Name+"', ……, Conclusion='"+Conclus ion+"'WHERE Chu Chang Num='"+ss+"'";//ss是参变量。

2.2.2 数据的查询

数据的查询主要用到了Visual C++的三个控件:ADO Data控件;Data Grid控件;Data Combo控件。

⑴ADO Data控件:使用ADO Data控件可以快速地创建一个到数据库的连接, 并且它调用Recordset对象提供对存储在数据库中的数据的访问, 并允许从一个记录移动到另一个记录, 显示和操纵记录数据。ADO Data可以执行大部分对数据库的操作, 但是它不能够显示数据库中的数据, 一般会和数据察觉控件搭配使用, 比如Data Grid控件、Data Combo控件、Data List控件。当ADO Data控件中的当前记录发生变化时, 数据查询控件中的数据也随之发生变化。

本文中, 对于每个用到的数据表格都关联了相应的ADO Data控件。这样, 就可以实现了将数据库中的数据与数据察觉控件相联系, 显示数据库中的数据。

⑵Data Grid控件:Data Grid控件以表格的形式显示结果集中的数据, 它需要ADO Data控件提供数据源。与关练了数据库中相关表格大ADO Data控件相结合, Data Grid控件中便可以显示测量的数据。

⑶Data Combo控件:Data Combo控件是数据绑定组合框。其外表是一个组合框的形式, 它与一般的组合框的不同之处在于它需要一个ADO Data控件指定数据源, 并且使用数据源中的一个字段填充。而这个字段将是显示在这个组合框中的内容。鉴于本系统的查询要求, 本系统用到的所有Data Combo控件都是和数据源中的仪器编号相联系。

本系统中的查询界面由数据查询和检验结论查询两部分组成。使用两个Adodc控件分别为Data Combo控件和Data Grid控件提供数据。利用SELECT语句实现查询功能。举例如下:

CString str Sql="SELECT Sensor_id, Chu Chang Num AS出厂编号, ……, Time AS检校时间FROM HTSensor Info";

3 调用EXCEL实现数据、证书的输出打印

因为证书有一定的格式, 所以实现证书的打印, 用到的算法为:预先设定好相应的模板, 在Visual C++环境中调用一定格式的Excel表格进行数据的导出、证书的打印等。

在Visual C++中根据模板创建EXCEL的程序为:

4 结束语

该系统集数据采集、数据存贮、证书打印于一体, 适用于铂电阻温度表、气压传感器 (模拟信号输出) 、湿度、风向 (模拟信号输出) 传感器的批量校准, 为自动气象站传感器室内检定、校准发挥了重要作用。

摘要:主要阐述了自动站温湿度传感器数据采集及处理系统的软件设计, 分析了其功能、结构、界面设计, 介绍了数据的采集、存储、查询、证书打印等的实现算法。经实践验证, 该系统提高了传感器的检定速度, 节省了检定人力。

关键词:温湿传感器批量检定系统,软件设计,用户界面,数据管理

参考文献

[1]李光忠.基于单片机的温湿度检测系统的设计[D].山东大学, 2007.

[2]李长林, 高洁.Visual C++串口通信技术与典型实例[M].北京:清华大学出版社.2006, 20-25.

篇8:王涛:为马云砌墙

1月8日,阿里软件总经理王涛在北京拿到了一个由中国软件协会颁发的“中国SaaS领军人物”奖,他所领导的阿里软件,成立才半年多,所拥有的SaaS客户数已经是国内第一(易观国际的数据)。

对此,王涛并不觉得很有成就感。“我有的只是勇气,因为SaaS还有很长的一段路要走。”曾做过微软开发经理和金山软件CTO的他,显然熟谙软件行业的规律。从2004年11月加入阿里巴巴集团起,2007年10月到11月是最令王涛兴奋的时期——老东家金山上市了,现在的东家阿里巴巴也上市了。

“还好,我闭着眼睛押了个宝。从规模上讲,阿里巴巴比金山大很多,还有4个分公司等着上市呢。”王涛回顾回国后的从业历程,内心真是百感交集。 作为职业经理人,选错东家有时比入错行更可怕。王涛觉得自己很幸运。

激情搭车

2004年,阿里巴巴还不是什么著名的公司,咒语一样的怪名字,到底是做什么的,也很少有人说得清。

当猎头公司找到时任金山公司CTO的王涛时,王涛有些犹豫,不过他还是上网搜了一下阿里巴巴的资料。“不搜不知道,一搜吓一跳”: 这个不起眼的互联网公司,当年竟有5亿~6亿元人民币的销售额,很神!再仔细分析,王涛更是吓一跳: 这5亿~6亿元人民币的销售额,只是阿里巴巴1%的付费会员贡献的,潜力太大了!

有些心动的王涛来到杭州,对阿里巴巴进行了实地考察。“阿里巴巴真的很有意思,就像它的怪名字一样,管理团队有‘土’有‘洋’,土洋结合; 马云也是,个子不大,能量很大,眼睛里有一种神奇的光芒。”到现在为止,王涛似乎也说不清楚到底是被马云“诱惑”了,还是被阿里巴巴的前途“诱惑”了,“两者都有吧。”他说。

当时的阿里巴巴技术实力很弱,供应链、IT技术、研究院等都差不多“半荒”着,对王涛这样的技术人才患有严重的饥渴症。王涛没再犹豫,抓住缰绳就跳上了马云的马车。

有了王涛的阿里巴巴“实诚”多了。作为技术副总裁,阿里巴巴、淘宝、支付宝,所有的技术王涛一手抓,同时开始筹备阿里软件。他做了3件对阿里巴巴很有意义的大事: 一是把即时通信放在了贸易通里,使贸易通的在线用户数从23万发展到今天接近200万,有4000多万的注册会员; 2005年收购了雅虎中国以后,王涛开始放手筹备阿里软件的建设; 2006年,阿里软件核心产品功能试水,同时收购了成都的一家软件技术公司; 2007年1月,阿里软件正式挂牌,王涛出任CEO。

“我是职业经理人,但我也有创业的梦想。在阿里软件,我的创业冲动得到了满足。互联网与软件的结合,正是我的兴趣所在。”

鼓吹SaaS

王涛把SaaS的应用分为3类,一是工具型应用; 二是协同工具应用; 三是企业管理系统。他认为目前“阿里SaaS”只走到了第二步,要走到第三步还需要3年左右的时间。

在业界看来,阿里软件和它的SaaS模式,是处于互联网峰巅上的马云做的另一个发财大梦。 阿里软件有优势吗?这个问题不断地被推到马云和王涛的面前。

在王涛看来,虽然大大小小的企业都在叫嚣着SaaS,但多半是“雷声大,雨点小”,“SaaS是一种创新模式,对传统软件是一种‘颠覆’”,“租还是卖?这个问题对那些软件前辈而言永远都是个问题。”

阿里软件则不一样,“我们没有包袱,我们看得很清楚,我们有4000万在线企业用户,我们不做汽车(软件)只修公路(平台)……”王涛说起“阿里SaaS”时滔滔不绝,这时候他很像阿里软件的一个吹鼓手,不过,听的人却不能不被他的激情所感动。

马云对阿里软件倾注的厚望,让王涛片刻不敢懈怠。他目前正在阿里旺旺上做文章,他认为,对于SaaS用户来说,浏览器和IM就像“一个硬币的两个面”,阿里软件将通过整合原先内部的IM工具,打造出一个互通的旺旺。未来的旺旺将把所有的应用都变成服务插件,现在用户看到的功能标签是一样的,将来就会根据用户的定制而成为个性化的,“旺旺就是阿里软件的桌面和入口。”

“SaaS不是人人都能做的。在这个领域里,创业的小公司很难生存,没有用户基础,规模很难做起来; 没有品牌、经济实力和技术实力根本做不了SaaS; 成熟的软件企业做SaaS,其创新部门与传统部门之间会有冲突,微软、SAP等都会遇到这个问题。阿里软件是软件领域的新兵,没有包袱,没有理由不成功。”

为马云砌墙

坊内流传,马云做软件是“受了刺激”。5年前,当马云的电子商务处于艰难时世时,不断有人预言阿里巴巴必死,理由是电子商务必须走美国模式——要先做企业管理软件,然后再做网上交易,而马云正好相反。因此有人评论,马云5年后回过头来做软件,是为了“报仇雪恨”。

不过,业内的另一种说法是,“软件是马云的海市蜃楼”——言外之意,马云要想做成软件,恐怕并不容易。

报仇雪恨也好,海市蜃楼也好,业内的共识是,马云只有把软件做起来,阿里巴巴才能变得更实在。从这个角度上看,执掌阿里软件的王涛实际上是在为马云砌墙,把海市蜃楼变成现实中的高楼大厦。

“马云有远见、目标宏伟,他指明方向,我们去奋勇拼杀,不信赢不了!”王涛一边这样说,一边寻找务实的切入点。

“你放心,大企业我们不会去做,我们只做100人以下规模的小企业,他们关注的是如何节约成本做生意,那些需要ERP、CRM的企业,让它们去找SAP好了。”

对于阿里巴巴做软件,质疑声从不亚于赞誉声,阿里巴巴既没做过软件,也从不知何为渠道,单靠自己鼓吹的那些注册会员量,王涛就能把SaaS做得出人头地?

不过,也有人偷偷地替王涛算着几笔“变天账”: 阿里外贸版软件一套卖1万元/年,现在有200多人的销售队伍,阿里巴巴国际交易市场注册会员数到2007年6月是360多万,其中付费会员数是3.2万,即便2008年只是付费会员中的1%肯购买其外贸版软件,那这一业务能赚多少钱呢?

阿里网店版二期付费软件也在卖,是360元/年,目前阿里巴巴国内交易市场注册会员数截止到2007年6月30日是2093万,其中付费会员数是22.2万,即便是付费会员的1%购买网店版软件,这一业务又能赚多少钱呢?!

再加上阿里旺旺,再加上中小企业版……

其实王涛心里很踏实,“渠道确实是我2008年的重中之重。”他非常推崇马云创造的共享模式——“把钱放在桌子上”,大家看着钱干活,对ISV是这样,对渠道也会是这样。

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