基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u4882（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2208161.發(fā)送端原理框圖 216532.接收端原理框圖 221983（二）方案論證 381331.主控芯片方案 3193512.無(wú)線傳輸模塊方案 3219543.溫濕度傳感器模塊方案 4204294.顯示模塊方案 4課題目的糧食是我們的必需品是人類賴以生存的根本保證。因此糧食的安全保障是非常重要的，而溫度和濕度就是關(guān)鍵，糧食的科學(xué)貯藏是具有非常重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)意義。大多數(shù)糧庫(kù)是以人工監(jiān)測(cè)溫度和濕度的方法，這不僅使得存在施工勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的問(wèn)題，如果是大型的糧庫(kù)則監(jiān)測(cè)的溫度和濕度的作業(yè)量將是十分龐大的，人工的耗費(fèi)量也是巨大的，若不及時(shí)完成將可能造成大量糧食的邊和和浪費(fèi)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展，一個(gè)成本低而且有準(zhǔn)確度高的監(jiān)測(cè)儀器勢(shì)必能夠在行業(yè)中占得有利位置，而且基于無(wú)線傳輸方便攜帶的溫濕度監(jiān)測(cè)儀會(huì)取得廣大人民的親賴。課題背景在現(xiàn)代生活中溫度、濕度和人們的生產(chǎn)、生活有著密切的關(guān)系。所以糧食的貯藏和保護(hù)也是必須要關(guān)心的。要想保護(hù)好糧食，溫度與濕度則是先決條件。溫濕度的采集和數(shù)據(jù)傳輸伴隨著現(xiàn)代社會(huì)高新技術(shù)的迅猛發(fā)展也有著重大的突破，打破了以前的技術(shù)上的壁壘，提高了技術(shù)效率。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以為STC89C52單片機(jī)為核心，通過(guò)DHT11溫濕度傳感器采集溫濕度的值由NRF24L01模塊傳輸并對(duì)其進(jìn)行處理，最后顯示在1602液晶顯示上。程序?qū)懭霚貪穸鹊姆秶绻鸇HT11檢測(cè)得到的值超過(guò)了程序設(shè)定的范圍，那么程序控制蜂鳴器響報(bào)警啟動(dòng)。單片機(jī)將溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)兩塊NRF24L01模塊實(shí)行收發(fā)功能。其中系統(tǒng)電源為正5V供電。1.發(fā)送端原理框圖發(fā)送端：發(fā)送端：由DHT11溫濕度傳感器收集到數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)和nrf24l01無(wú)線傳輸模塊執(zhí)行傳輸后由LCD1602顯示出數(shù)值在發(fā)送到接收端。MCS-51MCS-51電源模塊nRF2401無(wú)線模塊LCD1602顯示模塊DHT11溫濕度傳感器圖1發(fā)送端系統(tǒng)方框圖2.接收端原理框圖接收端：接收端:通過(guò)nrf24l01接受數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)單片機(jī)和按鍵電路以及聲光報(bào)警電路的監(jiān)測(cè)最后顯示在lcd1602顯示模塊上。MCS-51MCS-51LCD1602顯示模塊nRF2401無(wú)線模塊按鍵電路聲光報(bào)警電路圖2接收端系統(tǒng)方框圖（二）方案論證1.主控芯片方案方案一：采用STC89C52單片機(jī)是低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程\t"/item/STC89C52/_blank"Flash存儲(chǔ)器在單芯片上，擁有靈巧的8位\t"/item/STC89C52/_blank"CPU?和在系統(tǒng)可\t"/item/STC89C52/_blank"編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。方案二：采用MSP430F149系列單片機(jī)作為主控芯片。其焊接引腳是極其細(xì)小，很容易折斷，制版成本高且沒(méi)有現(xiàn)成的儀器，耽誤制作時(shí)間。方案三：采用STC12C5A60S2增強(qiáng)型51單片機(jī)作為主控芯片。該功能強(qiáng)大，但是難掌握，操作復(fù)雜。。綜合考慮對(duì)于單片機(jī)的掌握熟練和性價(jià)比選擇方案一，即使采用STC89C52來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)。2.無(wú)線傳輸模塊方案方案一：采用NRF24L01模塊，其協(xié)議簡(jiǎn)單，容易操作，體積小內(nèi)部電路簡(jiǎn)單，外部接線也比較簡(jiǎn)單，雖然體積小但是處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng)，能夠及時(shí)完成發(fā)送和接受，理論傳輸距離200米，實(shí)際應(yīng)用中還不止。方案二：采用NRF905是由頻率合成器、功率合成器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。它有很少的外圍元件，不需要外部聲表面振蕩器。但由于該系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)牧業(yè)，應(yīng)用環(huán)境非常龐大，不能滿足設(shè)計(jì)的需要。依據(jù)設(shè)計(jì)的要求以及操作可行性，選擇方案一，采用NRF24L01作為本系統(tǒng)的通信模塊。3.溫濕度傳感器模塊方案方案一：采用HMP45D溫濕度傳感器，溫度為鉑電阻溫度傳感器，濕度為濕敏電容濕度傳感器。濕敏電容器不應(yīng)長(zhǎng)期暴露在含有化學(xué)物質(zhì)的氣體中，否則會(huì)改變其性能。需要應(yīng)定期拆下并清潔濾紙或更換新的濾紙。所以這是不合適的。方案二：采用DHT11溫濕度傳感器。能夠與多款單片機(jī)連接。該產(chǎn)品具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括響應(yīng)快、體積超小、功耗超低。在許多場(chǎng)合都受用，特別是條件苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合?？紤]到成本以及操作性，選擇DHT11檢測(cè)周圍環(huán)境的溫濕度。4.顯示模塊方案方案一：采用LED數(shù)碼顯示管。優(yōu)點(diǎn)是成本低，但點(diǎn)陣顯示的精度不夠，不能顯示字符。方案二：LCD1602用于顯示信息。是一種通用字符液晶顯示模塊，可以顯示字符和數(shù)字，價(jià)格便宜，易于控制。結(jié)合實(shí)際考慮到成本、精度、美觀等方面的因素，選擇較為符合的方案二。關(guān)鍵技術(shù)分析圖3DHT11傳感器模塊程序流程圖DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一種具有校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器采用特殊的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有高可靠性和優(yōu)良的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。DHT11傳感器由電阻式濕度傳感器和NTC溫度傳感器組成，并與高性能8位MCU相連。因此，該產(chǎn)品具有質(zhì)量?jī)?yōu)良、響應(yīng)速度超快、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器在非常精確的濕度校準(zhǔn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存儲(chǔ)在OTP存儲(chǔ)器中，在傳感器內(nèi)部的信號(hào)處理過(guò)程中調(diào)用。采用單線串行接口，使系統(tǒng)集成簡(jiǎn)單快捷，具有體積小、功耗極低的特點(diǎn)。信號(hào)傳輸距離可達(dá)20m以上。當(dāng)連接線長(zhǎng)度小于20m時(shí)，應(yīng)采用5KΩ當(dāng)上拉電阻大于20m時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況選用合適的上拉電阻，使其成為各種應(yīng)用甚至最苛刻應(yīng)用的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排包裝。連接方便，可根據(jù)用戶需要提供特殊的包裝形式。應(yīng)用領(lǐng)域：暖通空調(diào)、檢測(cè)儀器、汽車、數(shù)據(jù)記錄儀、日用消費(fèi)品、自動(dòng)控制、氣象站、家用電器、濕度調(diào)節(jié)器、醫(yī)療、除濕機(jī)。五、問(wèn)題、體會(huì)與收獲系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中分為幾個(gè)方面進(jìn)行。關(guān)于系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與選擇方面：根據(jù)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)方法以及硬件連接方式，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)模塊、無(wú)線通信模塊、液晶顯示模塊和電源模塊系統(tǒng)以硬件軟件兩個(gè)部分組成，硬件的設(shè)計(jì)主要包括了單片機(jī)的控制單