题目无线温湿度监控系统
毕业论文﹙设计﹚任务书
院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程通信1101 学生姓名韩琛
一、毕业论文﹙设计﹚题目无线温湿度监测系统设计任务书
二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 12 月 09 日起至 2015 年 06 月 20 日止
三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院北区实验室
四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：
近年来，温湿度监测技术发展相当迅速，且随着自动化技术的发展，在诸如粮库、药品库房、档案馆、农业温室大棚、化学物品仓库以及放有高级设备的实验室等某些行业和场所实现环境参数的检测显得愈发重要。常用的检测方法可分为人工检测方法与自动检测方法。前者显然不科学、不及时，可能对检测者有一定的危险性。因此，本课题主要采用单片机与无线收发模块完成，可实现温湿度数据的监测、显示、报警等。
本次毕业设计要求：
1.采用温度传感器电路测量出室内的温湿度；
2.具有显示室内外温度且带有过载提示的功能；
3.具有无线传输、处理及远程控制功能；
4.完成系统的软硬件设计。
五、毕业论文﹙设计﹚应收集资料及参考文献：
阅读和学习关于单片机应用、数据采集和远程监控方面的专业资料，参阅的外文文献不少于3篇。
六、毕业论文﹙设计﹚的进度安排：
1月10日─3月20日：查阅资料，完成外文翻译原文和开题报告。
3月21日——4月20日：完成系统的硬件及软件的基本设计并提交中期检查报告。
4月21日——5月20日：进一步完善系统的硬件及软件的设计，准备作品验收。
5月21日——6月15日：撰写、修改毕业设计论文，准备并完成答辩。
指导教师魏瑞系(教研室)
系(教研室)主任签名批准日期
接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名
无线温湿度监测系统设计
韩琛
（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1101班级，陕西汉中 723000）
指导老师：魏瑞
[摘要]本文论述了一种将无线收发和手动控制温湿度限值相结合的一种温湿度监测系统。以STC89C51单片机为该系统的主要控制单元，用C语言编程；采用温湿传感器DHT11和无线收发NRF24L01完成对试验现场温湿度采集、控制和数据的收发；液晶显示屏1602对数据进行显示，完成对当前温湿度的设置值显示、实际值显示；蜂鸣器和二极管完成系统的声光报警。该系统结构简单，操作便利，有很强的实用价值。
[关键词]STC89C51；温湿度传感器；NRF24L01；显示；报警。
Design of wireless temperature and humidity monitoring
system
Han Chen
(Grade02,Class1101,Major Communication Engineering，Physical and Telecommunication Engineering Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 72300x，Shaanxi）
utor: Wei Rui
[Abstract]In this paper, a temperature and humidity monitoring system based on the combination of the temperature and humidity limits for the wireless transceiver and manual control is described.. STC89C51 microcontroller as the main control unit of the system, using the C programming language. The temperature and humidity sensor DHT11 and wireless transceiver nRF24L01 completion of field test of temperature and humidity data acquisition, control and data transceiver; liquid crystal display 1602 the data display, completion of the current temperature and humidity setting value display, actual value display; buzzer and led to complete the system of sound and light alarm. The system has a simple structure, convenient operation and strong practical value.
[Key words]STC89C51; Temperature senior; NRF24L01; Display; Warning
目录
引言 (1)
1.方案设计与选择 (2)
1.1设计要求 (2)
1.2方案设计 (2)
1.3方案选择 (3)
2.硬件设计 (5)
2.1系统硬件概述 (5)
2.2系统硬件设计 (5)
2.2.1 单片机主控制模块的设计 (5)
2.2.2 温湿度采集电路模块的设计 (6)
2.2.3 无线收发电路模块的设计 (7)
2.2.4报警电路设计 (8)
2.2.5 显示电路模块的设计 (9)
2.3 系统电路及说明 (10)
3.软件设计 (11)
3.1系统程序概述 (11)
3.2主程序的设计 (11)
3.2.1控制显示子系统程序 (11)
3.2.2测量发射子系统程序 (11)
3.2.3无线收发程序 (12)
3.2.4 LCD显示程序 (13)
3.2.5 温湿度采集程序 (14)
4.仿真与调试 (15)
4.1硬件仿真 (15)
4.2软件仿真 (15)
4.3系统调试 (16)
4.4主要指标测试 (18)
5.结束语 (19)
致谢 (20)
参考文献 (21)
附录A (2)
Ⅰ外文文献 (2)
Ⅱ外文翻译译文 (7)
附录B (12)
Ⅰ采集发射子系统 (12)
Ⅱ控制显示子系统 (13)
Ⅲ元器件清单 (14)
Ⅴ仿真程序 (15)
Ⅶ实物图 (23)
引言
选题目的及意义
21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。
温湿度在工业制造,农业生产中是非常重要和基本的参数,在生产制造过程中常需对温湿度进行检测和监控,采用无线设备进行温湿度检测并用数字显示出来，比便进行信息存储和实时控制,对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。随着工业科技、农业科技的发展,温湿度测量的需求越来越多,温室度测量也显得越来越重要。但是在一些特定环境温湿度监测环境范围大,监测距离远,布线很不方便。而这时采用无线测量监控的方式对温湿度数据进行采集,显得尤为方便。
本次毕业设计，设计的是基于单片机的远程无线温湿度监控系统。利用了无线电通信的方便、灵活等特性,而且经济实惠。它不需要像网络控制那样，耗费巨大的通信资源,也不受网络速度的制约和影响。在温湿度监控的方法上,传统的监控方式(包括经典监控和现代监控),在处理具有非线形或不精确特性的监控对象时,显得比较困难和复杂,传统的温湿度监控系统大为滞后系统,较大的纯滞后会引起系统的不稳定。综上所述,本文论证设计的无线温湿度监控系统是基于传统监控方式结合当代的无线电技术的创新,可被广泛应用于工业、农业、环保、服务业、安全监控等需要远程监控温湿度的工程中,例如:城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。
发展趋势
当前社会，各行各业越来越重视产品的生产、物品的管理和仓库的存储等环节,很多企业仓库存储的都是非常重要的物品,如:烟叶、纺丝、药材、食品等。为了仓储的商品的质量完好,必须制造出适合于商品储存的环境,比如当储库内温湿度适合商品储存时,就要防止库外环境对库内的不利影响。因此,近年来无线温湿度监控系统成为各类监测、检测应用的一个大的的发展趋势,越来越多的要求要使用无线技术来解决远程控制的问题的企业要用到无线温湿度监控系统。这些环境由于现场的局限性和特殊性不得不采用无线监控和控制的方式来监测现场的各类指标并做出对应操作。比如:野外气象监测、移动车队车况监测、易燃易爆仓库、高压线缆运行状况监测等等。无线温湿度监控系统由于其特殊的无需线缆进行信号传输方式,而且抗干扰能力强、功耗低等优点。越来越受到社会各业的关注，所以无线温湿度监控系统的市场前景非常大。
课题主要研究内容
基于单片机设计出测量当前温湿度，并实现无线收发温湿度数据功能。对比选取最适合的元器件，完成无线收发模块的选型和硬件电路和供电系统的设计,选取合适的温湿度传感器测出室内当前的温湿度,并完成按键设置温湿度报警限值，当温湿度超过设置的限值声光报警。
1.方案设计与选择 1.1设计要求
（1）采用温度传感器电路测量出室内的温湿度； （2）具有显示室内外温度且带有过载提示的功能； （3）具有无线传输、处理及远程控制功能； （4）完成系统的软硬件设计。
1.2方案设计
方案一:系统的核心控制器采用FPGA(现场可编程们阵列),温湿度传感器使用热敏电阻,无线收发模块用一对NRF24L01,采用555定时器构成报警模块器,显示模块采用数码管显示，流程图如图1.1所示。
用一个相应阻值电阻与热敏电阻相串联分压，热敏电阻阻值在不同的温度下表现出不同的电阻值，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D 转换。将转换后的数字信号传给FPGA ，由FPGA 实现各种复杂的逻辑功能，通过NRF24L01发送出去，然后由另外一个NRF24L01接到信号，然后传递给FPGA ，经过FPGA 的逻辑运算，将收到的数据显示到数码管上，并对数据进行判断，若需要报警则接通555报警电路，进行报警。
图 1.1 系统方案一流程图
方案二：系统的控制器采用单片机作为主要的控制芯片，传感器采用一体化变换器模块DHT11，无线收发模块采用一对JF24D ，显示模块继续采用数码管，报警模块采用9102三极管驱动蜂鸣器， 设计流程如图1.2所示。
DHT11传感器采用一体化变换器模块，通过总线通信协议，将数据读入CPU 进行处理，然后按照总线时序将数据读出，传递给单片机，单片机收到数据，经过内部逻辑运算处理，将数据传递给无线发送模块JF24D ，由无线接受模块JF24D 接收到数据，传递给单片机进行运算，转化为电信号在数码管上显示，经过单片机的逻辑运算，若接收到的数据大于或者小于所设置的上下限，则给一个低电平信号，导通继电器，使蜂鸣器报警。
热敏电阻
A/D 转换 FPGA 控制器 无线收发模块 FPGA 控制器 555报警系统 数码管显示
图1.2 系统方案二流程图
此方案结构变得简单，减少了系统的体积，提高了系统的稳定性，但JF24D 价格比较贵，而且消耗大，使用电路较为复杂，占用资源比较多，不建议使用。用数码管显示，虽然简单但是局限性比较多，也不打算使用。
方案三：系统的控制器依旧采用51单片机系列作为主要的控制芯片，传感器采用一体化变换器模块DHT11，无线收发模块采用一对NRF24L01，显示模块改用1602液晶显示屏，报警模块采用9102三极管驱动蜂鸣器，设计流程如图1.3所示。
DHT11传感器采用一体化变换器模块，通过总线通信协议，将数据读入CPU 进行处理，然后按照总线时序将数据读出，传递给单片机，单片机将电信号转化为数字信号，传递给无线发送模式NRF24L01，由另外一个无线接受模式NRF24L01收到数据，将信号传递给单片机，单片机经过运算，将数字信号转化为电信号，在1602液晶显示屏上显示出来，若显示的数据超过经过按键设置的温湿度上下限，则单片机给继电器一个低电平，导通链接9102三极管蜂鸣器和二极管的继电器，进行声光报警。
图1.3 系统方案三流程图
1.3方案选择
方案一中，FPGA （现场可编程们阵列）响应速度快，体积小，稳定性高，可实现各种复杂的逻辑功能。但由于FPGA 成本高，电路板的布线比较复杂，加重了电路设计和实现焊接的工作。而且采用温、湿敏元件进行数据采集的话，需要用到模数转换器和放大器，所得到的数值，不能直接使用。
温湿度采集
51单片机 JF24D JF24D
51单片机
数码管显示
蜂鸣器报警
温湿度采集
51单片机 NRF2401 NRF2401
51单片机
1602显示
蜂鸣器报警
还要考虑抗干扰问题，需要专业的仪器对采集的数据建立数据表，还要进误差处理，及数据校准。电路结构复杂，程序算法复杂。此方案所要实现如此多的内容，硬件电路设计会比较复杂，而且功耗大，不适合本设计，所以不采用。
考虑到本系统对程序运行速度的要求不高以及成本问题，在方案二中，采用单片机进行逻辑运算和控制，单片机的响应速度没有FPGA快，但是成本小，稳定性也不错。因为用温、湿敏元件进行数据采集，电路结构和程序算法都比较复杂，所以在方案二中，采用一体化的温湿度传感器DHT11，温湿度传感器DHT11采用一体化变换器模块，电路简单，处理器不需要管理数据变换问题，直接通过按照总线时序将数据读出，对数据稍做处理就可以了。无线收发模块改采用一对JF24D，但是经过一番测试，发现用JF24D在传输精度上确实比NRF24L01要好，但是本系统对数据的传输精度要求没有那么高，考虑到成本问题，不建议使用JF24D，而且方案二继续采用数码管进行数据显示的话，只能显示数字，有很大的局限性，考虑到本系统要显示温湿度两个数据，所以不采用方案二。
经过对比方案一和方案二，最终本次设计选择的方案为方案三,主控制芯片考虑到本系统在程序运行速度方面的要求不高以及成本问题,最后选择采用STC89C51的单片机芯片作为主控制芯片;温湿度采集器考虑到本系统在运行方面要求的稳定性,以及短暂的开发周期,要实现温湿度采集功能并且价格适中,所以最后采用DHT11传感器作为温湿度采集器;无线收发模块考虑到系统在功耗方面的要求,对比后,NRF24L01以其功耗低,而且成本较低,易于购买,所以最后采用NRF24L01进行无线数据的接受采集;显示模块考虑到本系统中要显示温度和上限温度等信息,LCD1602液晶屏以可显示的内容较多,方便组合,可视面积大,画面效果好,抗干扰能力强等优点,所以最后采用LCD1602显示数据;报警模块因为本设计的报警时间是随机的,取决于现场的温湿度,综合考虑后，采用9102三极管驱动蜂鸣器和发光二极管结合进行声光报警。此方案成本低,电路简单易懂,功耗小,并且基本能够实现任务书所需要求。
2.硬件设计
2.1系统硬件概述
系统硬件电路主要分为：单片机STC89C51控制系统，无线收发电路，显示电路，键盘电路，温湿度采集电路，声光报警电路，设计总框图如图2.1所示。
图2.1 总设计框图
硬件电路是由单片机芯片STC89C51单片机为控制核心,由电源直接供电,主要负责链接各个模块,控制报警和收发数据,并对收到数据进行判断;温湿度的采集以DHT11为主体来构成,由电源直接供电,与单片机直接链接,将温湿度转化成串行数字信号传递给单片机处理,且在同一总线上可接多个传感器芯片;无线收发模块用NRF24L01,因为NRF24L01工作于2.4GHz~2.5GHz ISM 频段,工作电压为3.3v,所以不能由电压源直接供电,所以用LM1117为核心,组建一个调压电路,将电源的5v 电压调整到NRF24L01的工作电压;显示部份由1602 LCD 来完成,因为单片机的输出端电压较小.所以在单片机与1602 LCD 来之间接一个上拉电阻,保证信号的传输;报警电路以三极管驱动蜂鸣器为核心,结合继电器及发光二极管组成,与单片机链接实现声光报警和主要单元电路的设计。 2.2系统硬件设计
2.2.1 单片机主控制模块的设计
单片机是整个系统的控制中枢，它负责周围器件的协调控制工作，从而实现特定的功能。硬件实现上采用模块化设计，每一模块实现一个或者多个特功能。
本系统中，采用两个单片机，分别控制测量发射子系统和控制显示子系统。
在控制显示子系统中，单片机P1.0，P1.1与1602液晶显示屏的4，6管脚链接，P0.0-P0.7与1602液晶显示屏的7-14管脚链接，负责给1602传递数据，P1.2链接报警电路，P1.3和P1.5链接两个二极管，通过点亮二极管显示当前的收发数据状态。EA/VA 接5V 电压源。P1.4，P1.6，P1.7分别链接一个按键，通过三个按键对温湿度的上下限进行设置。四个IN 输出引脚链接四个继电器驱动，若有需要，给一个低电平，导通继电器，完成声光报警。X1，X2接晶振电路。Reset 接复位电路，链接一个按键，对单片机进行复位操作。P2.0-P2.5链接NRF24L01，用于接受数据或者发送数据，具体电路原理如图2.2所示。
测量发射控制系统 显示控制控制系统 无线收发电路 显示电路 键盘电路 声光报警电路 温湿度采集电路
1 40
2 39
3 38
4 37
5 36
6 35
7 34
8 33
9 32
10 31
11 30
12 29
13 2814 2715 2616 2517 2418 2319 22
20 21
lcd 液晶显示屏
STC89C51
无线发送二极管
三极管报警器
继电器驱动
按键电路
5v
复位电路
晶振电路
图2.2 控制显示子系统原理图
在测量发射子系统中，单片机P1.0与DHT11的2管脚链接，用于接受温度传感器通过总线传输的数据，P0.0-P0.5与NRF24L01链接，用于接受数据或者发送数据，P1.4和P1.6链接两个二极管，通过点亮二极管显示当前的收发数据状态。EA/VA 接5V 电压X1，X2接晶振电路。Reset 接复位电路，链接一个按键，对单片机进行复位操作，具体电路原理如图2.3所示。
1 40
2 39
3 38
4 37
5 36
6 35
7 348 339 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 22
20 21
STC89C51
无
线
发送二极管
5v
复位电路
晶振电路
温湿度传感器
图2.3 测量发射子系统原理图
2.2.2 温湿度采集电路模块的设计
DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价
比极高等优点。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。产品为4针单排引脚封装，连接方便[3]。
DHT11的供电电压为3－5.5V，引脚说明如表2.1所示。电压源为5V电压，与DHT11的1管脚链接。2管脚与单片机链接，用于传递数据，3管脚悬空，4管脚接地。电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波，电路图如图2.4所示。
表2.1 DHT11引脚说明表
pin 名称注释
1 VDD 供电3-5.5V DC
2 DATA 串行数据，单总线
3 NC 空脚，请悬空
4 GND 接地，电源负极
V C C D
A
T
A
N
C
G
N
D
R3 4.7K
5V
单片机
图2.3 温湿度传感器DHT11电路图
控制显示子系统发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式。
2.2.3 无线收发电路模块的设计
NRF24L01是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4GHz～2.5GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强Shock Burs技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。因为NRF24L01工作电业为3.3，但是电源电压为5V，所以用调压器LM1117组成稳压电路，将5V电压稳定为3.3V。
发射数据时，首先将NRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入NRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR 在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据;若自动应答开启，那么NRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS置高，同时TX_PLD
从TX FIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便在次重发;MAX_RT或TX_DS置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则NRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2[5]。
接收数据时,首先将NRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RX FIFO中，同时中断标志位RX_DR 置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。最后接收成功时，若CE变低，则NRF24L01进入空闲模式1[5]。
SPI口为同步串行通信接口，最大传输速率为10Mb/s，传输时先传送低位字节，再传送高位字节。但针对单个字节而言，要先送高位再送低位。与SPI相关的指令共有8个，使用时这些控制指令由nRF24L01的MOSI输入。相应的状态和数据信息是从MISO输出给MCU[5]。
图2.4 NRF24L01使用电路
2.2.4报警电路设计
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型[4]。
压电式蜂鸣器: 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5～15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声[4]。
电磁式蜂鸣器：电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互缠绕[4]。
报警采用控制器输出脉冲信号经一级放大电路驱动蜂鸣器报警的实现，电路原理图如图2.11所示。
三极管
5v 电源
扬声器
电阻
接地
单片机
图2.11 报警电路原理图
蜂鸣器额定电流IB ≤30mA ，而对于AT89S52单片机，P1口的灌电流为 1．6mA ，拉电流为60μA ，由此可见，仅靠单片机的P1口电流是不能驱动蜂鸣器的，必须使用集晶体管放大电路，为了使单片机消耗的功率更小，所以使用 PNP 型晶体管9012。 2.2.5 显示电路模块的设计
显示模块选用1602字符型液晶模块1602字符型液晶模块是点阵型液晶，驱动方便，经编码后显示内容多样化。显示质量高、数字式接口、体积小、重量轻、功耗低的优点。芯片工作电压为4.5—5.5V ，工作电流为2.0mA(5.0V)。
1602字符型LCD 通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD ，其中1管脚一般接地，2管脚链接电压源，3管脚链接两个电阻，调整LCD 对比度，一般选用一个10K 和3K 的电阻，7-14管脚链接单片机，15-16位调整LCD 背光，各个脚的功能如表2.2所示。
系统采用P0口与液晶数据端口相连接，P2.0-P2.2与液晶的RS 、W 、E 控制引脚相连，电路图如表2.5所示。
表2.5 1602管脚功能
引脚 符号
功能说明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接电源（+5V ）
3 V0 LCD 对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高
4 RS RS 为寄存器选择，高电平时选数据寄存器、低电平时选指令寄存器。
5 R/W R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
6 E E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。
7 DB0 底4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）
8 DB1 底4位三态、 双向数据总线 1位
9 DB2 底4位三态、 双向数据总线 2位 10 DB3 底4位三态、 双向数据总线 3位 11 DB4 高4位三态、 双向数据总线 4位 12 DB5 高4位三态、 双向数据总线 5位 13 DB6 高4位三态、 双向数据总线 6位
14
DB7
高4位三态、 双向数据总线 7位（最高位）（也是busy flag ）
G N D
V C C V O R S R W E D B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7B G V C C B G G N D
LCD 1602
2P 25P 26P 27P 00 P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 07
VCC
VCC
图2.5 1602液晶显示电路原理图
2.3 系统电路及说明
将以上各个模块组装链接起来，无线温湿度监控系统就做好了，以下是详细的工作原理：温湿度传感器DHT11对当前的温湿度进行采集，测量发射子系统的控制芯片SAT89C51对采集温度数据进行处理，将有用数据送给无线发射模块NRF24L01，控制显示子系统的无线接受模块NRF24L01接受数据送给控制芯片SAT89C51，由SAT89C51对数据进行分析处理，然后对当前实际温湿度进行显示；如果有需要，可以通过独立键盘对温湿度的报警上下限进行设置，当获取的温湿度超过设置的上下限时，控制继电器导通，蜂鸣器响，同时点亮发光二极管；当检测到的温湿度在报警的上下限范围内，则系统正常运行，每0.5秒显示一次当前的温湿度值。
3.软件设计
3.1系统程序概述
该系统分为控制显示子系统，测量发射子系统；控制显示子系统主要包括主程序、无线接受程序、LCD 显示程序、声光报警程序、按键控制程序；测量发射子系统主要分为主程序、温湿度测量程序、无线发送程序。
3.2主程序的设计
控制显示子系统程序流程图、测量发射子系统程序流程图和声光报警程序流程图如图3.1、图3.2、图3.3所示。
3.2.1控制显示子系统程序
首先，对NRF24L01进行初始化，将其调整为接受模式，并打开接受数据的指示灯，读取状态寄存器，开辟接受数据存放空间，然后对LCD1602进行初始化，准备工作完毕。从NRF24L01得到数据后，经过处理显示到LCD1602上，同时还有3个按键分别为设置（确定）键，+键和—键，能够分别设置温度和湿度的上限和下限判断当前温湿度是否超过设置的上下限，超过则通过给继电器一个低电平，使继电器导通，蜂鸣器响，并点亮二极管，流程图如图3.1所示。
是
否
图3.1控制显示子系统程序流程
3.2.2测量发射子系统程序
首先，初始化NRF24L01，调整到发送模式，并打开接受指示灯，读取状态寄存器，开辟接受数据存放空间，读取由温湿度传感器DHT11采集当前的温湿度，经过处理，关闭接受指示灯，打开发送指示灯，发送到控制显示子系统。关闭发送指示灯，并调整到接受状态，流程图如图3.2所示。
开始
NRF24L01初始化
LCD1602初始化
接收温湿度数据 温湿度数据处理
是否报警
本地报警
显示温湿度
键盘扫描
开始
DHT11初始化
接受温湿度数据
温湿度数据处理
发送数据
结束
图3.2 测量发射子系统程序流程图
3.2.3无线收发程序
发射数据时，首先将nRF24L01配置为发射模式：接着把接收节点地址TX_ADDR和有效数据TX_PLD按照时序由SPI口写入nRF24L01缓存区，TX_PLD必须在CSN为低时连续写入，而TX_ADDR在发射时写入一次即可，然后CE置为高电平并保持至少10μs，延迟130μs后发射数据;若自动应答开启，那么nRF24L01在发射数据后立即进入接收模式，接收应答信号（自动应答接收地址应该与接收节点地址TX_ADDR一致）。如果收到应答，则认为此次通信成功，TX_DS 置高，同时TX_PLD从TX FIFO中清除;若未收到应答，则自动重新发射该数据(自动重发已开启)，若重发次数(ARC)达到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中数据保留以便在次重发;MAX_RT或TX_DS 置高时，使IRQ变低，产生中断，通知MCU。最后发射成功时,若CE为低则nRF24L01进入空闲模式1;若发送堆栈中有数据且CE为高，则进入下一次发射;若发送堆栈中无数据且CE为高，则进入空闲模式2。接收数据时,首先将nRF24L01配置为接收模式，接着延迟130μs进入接收状态等待数据的到来。当接收方检测到有效的地址和CRC时，就将数据包存储在RX FIFO中，同时中断标志位RX_DR置高，IRQ变低，产生中断，通知MCU去取数据。若此时自动应答开启，接收方则同时进入发射状态回传应答信号。接收成功时，若CE变低，则nRF24L01进入空闲模式1，流程图如图3.3所示[9]。
开始
有无应答信号
接受数据
数据写入入寄存器调整为发送模式
发送数据
结束
有
无
调整为接受模式
数据存入寄存器
调整为发送模式
否
是
开始
是否接受到数据
发送应答信号
结束
图3.3 无线发送程序流程图 图3.4 无线接受程序流程图
3.2.4 LCD 显示程序
显示数据时，屏幕初始化，待机开始寻找温湿度传感器，判断是否收到数据，如果收到数据则进入显示页面，读取收到的数据，并进行显示，如果没有收到数据，则留在待机页面，流程图如图3.4所示。
图 3.4 LCD 显示程序 开始
屏幕初始化 待机画面 寻找温湿度传感器 显示数据
结束
N
3.2.5 温湿度采集程序
开始采集当前温湿度时，先设置延时，然后初始化DHT11，判断从机是否有低电平响应信号 如不响应则跳出，响应则向下运行，若从机发出 80us 的低电平响应信号，则继续向下运行，读取温湿度数据，显示温湿度的显示地址，经过转化，传送出当前的温湿度，若从机发出 80us 的高电平，如发出则进入数据接收状态，流程图如图3.5所示。
图3.5 DHT11流程图
开始 设置延时
初始化DHT11响应信号 读取温湿度
数据接受状态
仓库温湿度监测系统毕业 设计 Last revision on 21 December 2020
仓库温湿度监测系统 摘要 在电子科技的快速发展的同时，诞生于集成电路技术的单片机系统应用越来越 广泛。单片机的发展，促进了工业测控领域的发展，其中对于仓库温湿度的监测要 求不断增高。那么，由原始的人工监测仓库温湿度方法已经慢慢发展到利用单片机 实现自动监测。 本文主要介绍基于单片机的仓库温湿度监测的相关系统的硬件和软件设计内 容。系统设计结构简单、实用，相比传统监测方法，在监测精度这一方面大幅度被 提升，节省了人力物力与时间。 关键词：STC89C51单片机；温湿度；DS18B20；HS1101 Warehouse temperature and humidity monitoring system ABSTRACT With the development of electronic technology, with the development of very large scale integrated circuit technology and the birth of the single chip microcomputer application system is more and more development, promote the development in the field of industrial measurement and control, including for increasing monitoring requirement of temperature and humidity in the , from the original manual monitoring warehouse temperature and humidity using single chip computer to realize automatic monitoring has become paper mainly introduces the related warehouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer hardware and software design of the structure is simple and practical, and improves the measuring precision and efficiency. KEYWORD: STC89C51;Temperature and humidity；DS18B20；HS1101 目录 前言 (1) 第一章绪论 (2) 课题的提出及意义 (2) 国内外现状及发展趋势 (2) 第二章温湿度监测系统的方案确定 (4)
毕业论文（设计）论文题目无线温湿度采集系统设计
二零一一年六月 目录 1 引言 (1) 2 设计要求 (1) 3 系统总体方案 (1) 4 采集模块硬件电路设计 (2) 4.1 电源模块设计 (2) 4.2S H T10温湿度传感器 (3) 4.3A T89S52芯片介绍 (4) 4.3.1 时钟电路 (4) 4.3.2 复位电路……………………………………………………………………… 5 4.4n R F905功能的实现 (5) 4.4.1n R F905的接口 (5) 4.4.2 nRF905的工作模式………………………………………………………… 6 4.4.3 器件配置 (7) 4.4.4n R F905供电电源 (8) 5 接收模块硬件电路设计 (8) 5.1n R F905的接收流程 (8) 5.2L C D1602液晶显示 (9) 6 软件设计………………………………………………………………………… 10 6.1 采集模块软件设计…………………………………………………………… 10 6.2 接收模块软件设计…………………………………………………………… 1 2 6.3 nRF905通过SPI口与单片机通讯 (13) 7 系统调试与性能分析…………………………………………………………… 1 4
结论 (15) 致谢 (15) 参考文献 (16) 附录A 发射模块电路图……………………………………………………………18附录B 接收模块电路图…………………………………………………………… 19 附录C n R F905原理图 (20) 附录D 实物图……………………………………………………………………… 2 1 无线温湿度采集系统设计 摘要：温湿度测量在工业生产中有着广泛的应用。通常，要实现温湿度测量和自动控制，监控室与现场之间必须敷设大量的电缆，这是一个麻烦的问题。本文提出采用无线温湿度测量的方案，不必敷设电缆，可以节省费用和时间。该采集系统是以AT89S52芯片为主要，利用数字式温湿度传感器SHT10进行收集，将收集数据传给单片机AT89S52，经过处理从无线发送模块nRF905发射出去，单片机通过模拟SPI口实现与nRF905之间的通信，因为nRF905兼具发射和接收功能，经过一定距离的通信，接受模块通过NRF905将数据传给 AT89S52，单片机经处理后，将数据传给显示屏LCD1602.完成无线数据采集与发送。 关键词：nRF905 AT89S52 AHT10
课题类别：设计□论文□ 学生姓名：欠扁的读书人 学号： 1234567890 班级：环艺班 专业（全称）：艺术设计 指导教师：门徒 2010 年月
一、本课题设计（研究）的目的： 现代简约风格设计是大多数人们在室内装修设计上追家居装修，现代风格是以简约、唯美的家居设计为目的，抛弃一些繁琐没必要的细节，保留下生活最纯粹最本真的部分，本家居在设计上追求简约明快，线条选择简单抛弃复杂，色彩简单优雅，这类现代风格居室比较合适成熟的业主居住。现代简约风格在处理空间方面一般强调室内空间宽敞、内外通透，在空间平面设计中追求不受承重墙限制的自由。墙面、地面、顶棚以及家具陈设乃至灯具器皿等均以简洁的造型、纯洁的质地、精细的工艺为其特征。并且尽可能不用装饰和取消多余的东西，认为任何复杂的设计，没有实用价值的特殊部件及任何装饰都会增加建筑造价，强调形式应更多地服务于功能。 本课题设计（研究）的目的：通过本设计课题的研究使我对现代简约设计风格有更加详细的了解，对设计元素与设计风格相匹配有更加深入的认识，是对设计手法的一种新的诠释，也是对四年专业知识的考察检验，从而进一步提高自己的专业水平，为以后走向社会服务于社会做好准备。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）： 简约主义源于20世纪初期的西方现代主义。简约风格的特色是将设计的元素、色彩、照明、原材料简化到最少的程度，但对色彩、材料的质感要求很高。因此，简约的空间设计通常非常含蓄，往往能达到以少胜多、以简胜繁的效果。 密斯凡得罗提出“Less is more”被认为是代表着简约主义的核心思想。倡导“简约而不简单”的生活哲学。因此，简约的空间设计通常非常含蓄，往往能达到以少胜多、以简胜繁的效果.以简洁的表现形式来满足人们对空间环境那种感性的、本能的和理性的需求，这是当今国际社会流行的设计风格——简洁明快的简约主义。 装修的简约一定要从务实出发，切忌盲目跟风而不考虑其他的因素。简约的背后也体现一种现代“消费观”，即注重生活品位、注重健康时尚、注重合理节约科学消费。以简洁的表现形式来满足人们对空间环境那种感性的、本能的和理性的需求。 空间简约，色彩就要跳跃出来。苹果绿、深蓝、大红、纯黄等高纯度色彩大量运用，大胆而灵活，不单是对简约风格的遵循，也是个性的展示。线条简约流畅，色彩对比强烈，这是现代风格家具的特点。此外，软装到位是现代风格家具装饰的关键。 现代家居装修，要注意的是一个完整的家居计划，设计、装修、家居、饰品、环境营造，一个都不能少。居泰隆家居为您实现了从毛坯房到“家”，您只要准备好进
无线测温系统硬件 需求规格说明书 1 引言 1.1 项目背景 电力设备无线测温在线监测系统主要包括开关柜内母排接头测温、站内输电线路和电缆接头测温，将监测点的接头温度实时上报到变电站后台或远程主站系统进行显示、存储和越上下限预报警处理。当现场的接头接头温度越限和温升过快时，系统会立即主动上报紧急告警信息到站内后台或远程主站系统，由软件系统给出报警并同步向相关责任人发送短信，通知运行值班人员处理。 1.2 文档约定 文档编写风格一致，文档交流采用规范管理，有重要提示或需要特别注意的地方要用红色字体标注以方便阅读，起到提示的作用，所有涉及到开发进行中的变更必须通过文件正式通知，并由开发人员评估变更的可行性，项目需求分析结束后及表示项目设计开始，后续将产生费用，将履行合同和相关协议文档的签署，所签署的文档双方同时保留。 第2 页 2. 综合描述 2.1 主要功能 传感器端主要功能罗列： 1、实时采集变电站内各点的温度值； 2、温度值监测准确，不应有误报或拒报数据的现象；
3、采集的数据通过无线（433MHz 无线模块）发送给接收器端； 4、传感器端采取高能锂电池供电，运行稳定可靠； 5、每个传感器具有唯一的ID号，相互间不会产生干扰，不受高压电磁场干扰，可以将数据准确的发送出来； 6、体积小，重量轻，安装方便，外壳是耐高温缘缘材料，并由绝缘材料密封；（按我公司提供的现有壳体来做） 7、具有软件看门狗技术，不死机，； 8、采用了优化的微功耗工作模式，可以确保设备工作3年以上； 9、无线数据传输200米以上（视距） 接收器端主要功能罗列： 1、RS485数据传输接口，提供面向连接的服务，用于传输接收器 端的数据到PC，同时接收PC 发来的数据进行处理和转发；（附带RS485转433MHZ微波信号、RJ45接口、GPRS信号接口转换器） 2、大液晶显示器，面板上有翻屏按钮和设置按钮，可翻屏查看各 测点温度及电流值以及人工设置485地址等； 3、通过433MHz 无线模块与传感器端设备进行通信，构成星型网络，单个网络容量240 个传感器设备； 4、两路继电器输出，每路提供常开/常闭输出，即可远程控制，也可设置两路超限报警控制两路继电器输出，用于外接报警器或其它设备； 5、一路运行指示灯设备正常工作时周期性闪烁； 6、一路数据收发指示灯，当有数据收发时闪烁； 7、两路继电器状态指示灯，指示继电器当前的状态； 8、设备地址可以远程及本地设置； 9、蜂鸣器报警 10、220V电源供电，带12V电源输出接口 第3 页 3. 接收器外部接口需求 3.1 用户界面
单片机课程设计报告 题目：基于单片机的温湿度仪表设计 班级：智能科学与技术1201班
学生姓名：文波 学号：120407130 指导教师：朱建光 成绩： 工业大学 摘要 温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。 随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。 本设计STC89C52为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
目录 第一章目标及主要任务 (3) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统设计方案 (3) 2.2 STC89C52介绍 (4) 2.3 DHT11数字传感器介绍 (5) 2.4电路设计 (7) 第三章软件设计 (11) 3.1 系统软件主程序流程 (11) 3.2 DHT11数据采集流程 (13) 第四章结论与调试 (13)
附录（程序清单） (14) 参考文献 (22) 第一章目标及主要任务 在本次课程设计中，为实现对温湿度的检测与显示，主要利用以STC89C52为核心构架硬件电路，DHT11温湿度传感器采集环境温度及湿度信息(温度检测围：0℃至+50℃。测量精度：2℃.；湿度检测围：20%-90%RH检测精度：5%RH)，数码管直接显示温度和湿度(显示方式：温度：两位显示；湿度：两位显示)；同时利用C语言编程实现温湿度信息的显示功能。 扩展功能：可设置温湿度报警值，温湿度超过设置的响应报警值，会发出报警信号。 第二章硬件设计 2.1 系统设计方案
天成药业有限公司 药品储存温湿度自动监测系统 建设服务方案 北京龙鼎金陆测控技术有限公司
一、北京龙鼎金陆简介 北京龙鼎金陆测控技术有限公司简介 北京龙鼎金陆测控技术有限公司坐落于国家级经济技术开发区－北京经济技术开发区，也称亦庄开发区，是国家计量院高级工程师及地方传感器协会副会长联合成立的一家集科、工、贸为一体的现代化高科技企业。 公司从成立伊始一直脚踏实地的努力为国人创造“质好而不贵”的国货精品，打造以自主创新为龙鼎企业特色的产业价值链，塑造龙鼎金陆LD的这一民族品牌，并一定坚信会成为振兴民族传感器事业及工业自动化控制系统的一面旗帜来迎接国际化的 挑战。 近年来，公司又荟萃了环材料学、力学等多种学科的精良人材，不但吸取了日本株式会社共和电业、美国KULITE公司的箔式传感器、扩散硅传感器的制造技术，而且凭借雄厚的技术、科技开发力量及精湛的生产工艺水平，研制、开发、制造上百种称重测力传感器、压力变送器、智能仪表及计算机控制系统。广泛应用于船舶、汽车制造、内燃机、电机、冶金、化工、食品、医疗、航空航天、各大科研所、院校、交通、能源、机械制造、建材等领域。 公司全体员工以热情周到的售前和售后服务，深得用户的好评和信赖。北京龙鼎金陆测控技术有限公司全体员工热忱欢迎各界人士的光临与指导，同时也希望各界人士对我司做深入的监督，以便我们随时的纠正我们的不足，力争向您提供更优质的产品和服务。 以良好的信誉、周到的服务、可靠的质量铸造国货精品是我们一贯的宗旨 以创新技术、优化管理和齐心协力提升品质来嬴取客户信赖是我们的根本 二、我们的优势 北京龙鼎金陆作为一家药品储运温湿度监测系统研发、建设的高新技术企业，为各类涉药企业提供稳定、高效的温湿度监测设备及系统解决方案。 服务专业专注 公司深入研究药品产业政策及行业管理特点，专注服务于药品监管部门与药品相关企业。 公司建立了具备行业资格准入要求的人员队伍，温湿度监管平台及温湿度监
郑州航空工业管理学院 毕业论文（设计） 2008 届通信工程专业 0813071 班级 题目分布式温度监测系统 姓名学号 指导教师楚随英职称高级实验师二О一二年 5 月16 日
内容提要 本系统采用单总线传感器网络的设计思想，包含了二个组成部分：数据采集，单片机控制，是基于DS18B20传感器和STC89C51单片机为核心的采用数字化单总线技术的智能检测系统,其中控制部分外接显示电路、报警电路、按键、以及基本的晶振复位电路。 本设计通过智能传感器DS18B20采集并存储测量数据,然后将数据传送给单片机并与设定的温度高、低界限相比较,若当前温度值超过高温界限，LED1灯会亮并启动报警器，三极管Q1导通,继电器U1的常开触点闭合;若当前温度值低于低温界限，LED2灯会亮并启动报警器,三极管Q2导通,继电器U2常开触点闭合。通过LED显示器和LED灯来显示当前温度值并判断当前温度是否超过了所设定的最高和最低温度界限。 关键词 单片机；温度；传感器；测量
The design of distributed temperature monitoring 081307120 Ma Xiaolong The tutor Chu Suiying Senior Experimentlist Abstract This system uses an design idea based on one-wire sensor network, consisting the data acquisition, and MCU control. It is an intelligent detection system based on DS18B20 sensors and STC89C51 MCU as the core of digital one-wire technology.Control circuit consists of warning,serial communication, display and temperature acquisition. In this system, intelligent sensor DS18B20 collection and storage measurement datas.Then datas are sent to microcontroller and compared with the temperature boundries has been set.If current temperature is higher than upper bound,the LED1 will be bright and start clarm, the transisitor-Q1 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.On the countrary,if it is lower than lower limit,the LED2 will be bright and start clarm, the transisitor-Q2 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.Through the LED display and LED lights to display the current temperature and the temperature is more than the judge to set the highest and lowest temperature limits.
环境艺术设计专业毕业设计需要提交的文件 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
毕业设计需提交的文件 适用全体环境艺术设计专业学生： 1、档案袋2个（凡提交文件是两份的，需分开放置，并在文档封面写明 姓名、学号和放入文件类型）； 2、承诺书2份，（教师和学生手签字，时间为2012年10月20日）； 3、毕业设计指导书2份（其中指导对象部分需手签字，时间为2013年4 月以前）； 4、彩板画册1份（包括封面和封底，不得少于20页）； 5、黑白论文模板2份（其中一份需购买学校的毕业论文封面，购买封面 的那份需要教师检查无问题，并签字同意答辩，时间为2013年4月以前）； 6、刻盘（毕业设计全部文档，及设计原始文件，包括手绘、3d、cad等 需要做成电子档并“刻盘”与彩板放置在同一文件袋中）； 7、毕业设计展板尺寸为60X90cm，每人2个展板，只需提交电子文档， 内容如下：第一展板，效果图两张（手绘和3d均可，园林景观组需是园林平面效果图和园林立面效果图）；第二展板，cad设计图纸（cad 图纸平面布置图、立面装饰图2张，园林景观组为平面布置图、立面图2张；cad模板部分需清晰可见标注及文字，线性正确，模板中需标注班级、学号、姓名及指导教师）； 8、学生在答辩时需制作答辩ppt（ppt包括所做毕业设计，及简短文字标 注，以图片形式展示，便于答辩教师观看和学生作品展示）；
9、以上文件需在4月15日前提交学校，15日后按照学校要求不再受理 答辩事宜，请同学们合理安排好时间。 适用于教师： 1、教师在检查文件时，注意看文件是否齐全； 2、教师在检查学生模板时，注意检查格式和错别字，特别是学校模板部 分； 3、彩板画册封面学生需将自己的作品选一副放在封面做底； 4、教师在指导毕业设计时严格按照学校要求进行，对于不合格学生作品 不予签字； 5、本次答辩为学校安排时间，有没有补答辩，补答辩时间在学校未通知 情况下不予回答。 环境艺术设计教研室 2013年3月18日
开关柜无线测温系统 一、概述 电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用，如何确保高压开关柜的正常运行是电网里面的一个相当重要课题。 开关柜内部众多的接触点会由于长期的使用导致高温氧化腐蚀、螺栓松动等原因造成接触电阻的增加，从而引起设备的过热、更甚至出现严重事故，因此实行设备运行的温度在线监测是很有必要的。 二、YC无线测温系统描述 YC无线测温系统专门设计用于高压设备的温度在线检测，采用高性价比的无线传输方式。YC系列的开关柜无线测温装置采用无线电传输温度信号，传感器安装在高压设备的最容易产生高温造成事故的螺栓接触点上，并且与接收装置之间无电气连接。在保证开关柜的原运行环境下，提供一种实时、高效、安全可靠的温度在线检测方法。
特征： ★ 采用超外差射频无线技术，工作在315MHz频段；ZigBee模式，工作在915MHz频段★ 直接序列扩频(DSSS)，抗干扰能力更强 ★ 温度传感器一体化结构 ★ 自动传感器识别、无连线、安装简便 ★ 高达65535个无线传感器编址 ★ 极低的传感器耗电，电池寿命：>5年 ★具有低功耗、数据无线传输、精度高、响应速度快、操作灵活、组网方便等优势。
三、采用上位计算机实现集中温度监测 YC-12无线式温度监测仪，具有一个的RS-485接口，在无中继器的情况下，高达128个监测仪可组成一个测量网络，由上位计算机在线监测个仪器测量的温度。如图： 四、无线温度传感器在室外母线及开关柜测温中的应用
无线温度传感器设计用于室外母线接头和开关接点的温度监测，可用于以下设备的温度测量： ★ 高压开关柜动静触头 ★ 高压电缆接头 ★ 箱式变电站 ★ 高压母线接头 如图：
上海交通大学 温度湿度监控系统仿真设计 研究报告 设计题目：基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计学院：电子信息与电气工程学院 姓名： 2019年5月24日
设计任务书 题目基于SHT11的温度湿度监控系统Proteus仿真设计 一、设计的目的 1.将理论知识运用于实践当中,掌握模拟电路设计的基本方法、基本步骤以及基本要求。在实践中了解电子器件的功能与作用。 2.学会温湿度监测系统的设计方法，完成要求的性能和指标 3.锻炼、提高在电子设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。 二、设计的内容及要求 1.设计一套基于51单片机的温湿度Proteus仿真监控系统； 2.采用高精度SHT11温湿度传感器模块； 3.LCD液晶实时显示当前环境温度、湿度值； 4.设计报警单元，实现系统对超限温湿度监控报警； 5.设计输入单元，可对系统正常温湿度范围进行调节； 6.仿真系统能够可靠、稳定地运行； 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
摘要 在日常生活中，温度、湿度是两种最基本的环境参数，是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各门学科与工程研究设计中经常遇到的，必须精确测量和不可忽略的物理量。从工业炉温、环境气温到人体温度，从空间、海洋到家用电器，每个技术领域都离不开温度、湿度的测量与监控。 SHT11是基于CMOSens技术的新型智能温湿度传感器，它将温度湿度传感器、信号放大调理、A/D转换、二线串行接口全部集成于一个芯片内，融合了CMOS 芯片技术与传感器技术，使传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等特点。 温湿度监控系统的软件部分是以Keil为开发平台，C语言为软件系统的开发语言,同时采用模块化编程。具体分为以下几个部分：主控制、温湿度采集程序、温湿度数据处理程序、LCD显示程序、按键设置程序和LED，蜂鸣器报警程序。 系统通过SHT11温湿度传感器感应周围的环境的温度和湿度，通过单片机对采集到的数据进行读取处理，经过LCD1602显示模块实时显示温湿度数据，同时可以通过按键模块对温湿度报警上、下限值进行设定。当SHT11读取的温湿度值不再设定范围内时，报警模块LED灯指示故障信息，同时蜂鸣器报警；当温湿度读取数据正常后，LED灯熄灭，蜂鸣器关闭。 关键词: 51单片机；SHT11传感器；温湿度监控；Keil；C语言
XX航空工业管理学院 毕业论文（设计）2008 届通信工程专业0813071 班级 题目分布式温度监测系统 姓名学号 指导教师楚随英职称高级实验师二О一二年 5 月16 日
内容提要 本系统采用单总线传感器网络的设计思想，包含了二个组成部分：数据采集，单片机控制，是基于DS18B20传感器和STC89C51单片机为核心的采用数字化单总线技术的智能检测系统,其中控制部分外接显示电路、报警电路、按键、以及基本的晶振复位电路。 本设计通过智能传感器DS18B20采集并存储测量数据,然后将数据传送给单片机并与设定的温度高、低界限相比较,若当前温度值超过高温界限，LED1灯会亮并启动报警器，三极管Q1导通,继电器U1的常开触点闭合;若当前温度值低于低温界限，LED2灯会亮并启动报警器,三极管Q2导通,继电器U2常开触点闭合。通过LED显示器和LED灯来显示当前温度值并判断当前温度是否超过了所设定的最高和最低温度界限。 关键词 单片机；温度；传感器；测量
The design of distributed temperature monitoring 081307120 Ma Xiaolong The tutor Chu SuiyingSenior Experimentlist Abstract This system uses an design idea based on one-wire sensor network, consisting the data acquisition, and MCU control. It is an intelligent detection system based on DS18B20 sensors and STC89C51 MCU as the core of digital one-wiretechnology.Control circuit consists of warning,serial munication, display and temperature acquisition. In this system, intelligent sensor DS18B20 collection and storage measurement datas.Then datas are sent to microcontroller and pared with the temperature boundries has been set.If current temperature is higher than upper bound,the LED1 will be bright and start clarm, the transisitor-Q1 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.On the countrary,if it is lower than lower limit,the LED2 will be bright and start clarm,the transisitor-Q2 will be conduct and the ralay will be contact closed at the same time.Through the LED display and LED lights to display the current temperature and the
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3117574082.html, 无线温度采集系统实现分析 作者：李佩张红李新娥 来源：《数字技术与应用》2012年第01期 摘要：介绍了一种以单片机为中心的无线数据采集方法和VB系统的计算机端的数据采集控制系统的实现过程。温度数据的无线传输模块采用Nordic公司的nRF905作为控制核心，实验开发板采用的是DD-900，PC通过VB的串口通信控件与无线模块进行通信，以达到实时数据采集的目的。 关键词：无线温度采集 VB DD-900 nRF905 中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0068-02 Abstract：Introduces a method of wireless tempreture acquisition by single-chip,and the achieve process of tempreture acquisition control system based on PC teminal by VB. Wireless transmisson unit adopt nRF905 produced by Nordic as control centre, and DD-900 as expriment unit.The communication between PC and wireless unit use Serial Interface communication control in VB,in order to achievement tempreture acquisition real-time. Key words：Wireless tempreture acquisition Visual Basic DD-900 nRF905 在生活中使用最多的温度参数被广泛地应用于科学研究和人们的日常生活等领域。针对恶劣环境的工业现场以及高科技的农业现场，布线困难，浪费资源，占用空间，可操作性差等问题做出的一个解决方案。该方案主要是利用51单片机采集实时外界的温度，利用无线传输实现在VB上位机显示温度采集的结果，并对数据进行相应的对比和处理。 1、无线温度采集系统设计 1.1 无线温度采集的原理 无线温度采集的原理如下：温度传感器将被测点的温度采集后输出的模拟信号逐步送往信号放大电路、低通滤波器以及A/D转换器（即信号调理电路），然后在单片机的控制下将 A/D转换器输出的数字信号传送到无线收发芯片中，并通过芯片的调制处理后由芯片内部的天线发送到上位机，在上位机模块中，发送来的数据由单片机控制的无线收发芯片接收并解调，最后通过接口芯片发送到PC机中进行显示和处理。 1.2 无线温度采集系统方案
连云港职业技术学院 毕业设计说明书 题目：淮安茂化国际姜女士雅居设计 作者：学号： 院、系：艺术与旅游学院 专业班级：环境艺术设计 指导教师： . 2015年 5 月 25 日
设计总说明 本次的设计案例是一套140m2左右的高层，实际可使用面积只有90m2左右。我的设计风格是现代简约，以现代的工艺元素和手法，以淡黄色为主色调辅以白色黑色和浅咖色。通过灰镜，石材等装饰材料做点缀，减少繁琐的造型，复杂的线条，一切一简洁为主体，是一种简约大方而又充满时尚的浪漫气息。通过对设计过程的描述，阐释了现代简约风格的设计理念在本次家居设计中的运用。
目录 设计总说明........................................ 错误!未定义书签。第一章引言. 0 选题来源 (1) 第二章设计过程 (1) 调查阶段 (2) 对业主家居风格的沟通 (2) 对环境的调查 (2) 分析阶段 (3) 对业主需求分析 (3) 整体条件分析 (3) 设计理念 (4) 装修风格的定位 (4) 现代简约风格的设计理念 (5) 主体空间介绍 (6) 客厅 (6) 餐厅 (7) 创新价值 (8) 未来展望 (9) 总结 (10) 参考文献 (11) 致谢 (12)
第一章引言 通过三年的在校学习对于室内设计的有了专业性的认知，对于自己感兴趣的室内设计风格也是和现代年轻人一样简约时尚。现代简约风格适用于很多家庭，简约但是不简单。学习了大量的专业知识也遇到了很多自己解决不了的困难，比如很多颜色搭配的技巧，灯光的如何运用能很好的表达出舒适温馨的效果，空间的合理分配化，最大化的挖掘出空间的使用率。在本案的过程中通过不断的学习同时在老师的指导下，将所存在的问题一一解决。也在公司设计师前辈的帮助下将设计和家装主材相结合，使我在这一方案中能很好的给出设计定位。
西安邮电大学 专业课程设计报告书 系部名称：光电子技术系 学生姓名： 专业名称： 班级：光电 实习时间：2013年6月3日至2013年6月14日
基于物联网的无线温度监控系统 【一】项目需求分析 承温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。温度是物联系统中一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着各类物联网的监控日益改善，各类器件的温度控制有了更高的要求，为了满足人们对温度监控与控制，本文设计了物联网家居系统中基于单片机的无线温度监控系统。随着信息科学与微电子技术的发展，温度的监控可以利用现代技术使其实现自动化和智能化。本次设计要求利用单片机及zibbee无线传输模块实现无线温度监测系统，实现温控范围调节及其超温范围报警 【二】实施方案及本人担的工作 1 .系统总体方案描述 系统设计分为2个部分，第一个部分实现温度的检测、显示和发送，第二个部分为数据的接收和显示。第一个设计模块中，利用单片机STC89C52控制温度传感器DS18B20定点检测和处理温度数据，并将当前温度显示在数码管上，接着单片机将采集的温度数据发送给单片机，再通过单片机控制，并将对接收到的温度数据进行一定的转换和处理，然后存放在寄存器中，等待下一步处理，再经过无线发送无线zigbee模块将显示的数据打包发送给第二个模块。第二个设计模块中，同样利用STC89C52单片机作为控制主体，先控制zigbee无线接收模块接收第一个模块发送的数据，然后将接收到数据在上位机上显示，整个过程就是这样。 2. 系统硬件构成 系统硬件方面主要由单片机最小系统，温度传感器DS18B20，4位共阳极数码管，还有zigbee无线收发模块,上位机显示模块组成，目的在于实现温度的准确检测和无线收发所检测的温度数据。 3.单片机最小系统设计 单片机最小系统的设计主要有五个部分组成，电源电路，复位电路，晶振电路，串口电路和控制主体的STC89C52单片机。 电源电路由一个六脚的按键开关，一个1K的电阻，一个10uF的极性电容和一个显示电路供电状态的发光二极管组成。开关为了适应各种情况下能够方便供电，开关外接有一个USB接口和一个DC-5V的标准电源接口作为供电设备使用。除此之外还设计了一个外接电源接口。电源电路如图2所示。
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
实用温度监测系统 学院：电子信息工程学院专业：通信工程1303 学生姓名：张艺 学号：13211075 任课教师：刘颖 2015年06 月10 日
目录 实验题目：失真放大电路 .............. 错误！未定义书签。 1 实验题目及要求 (2) 2 实验目的与知识背景 (2) 2.1 实验目的 (2) 2.2 知识点 (2) 3 实验过程 (4) 3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (4) 3.2 每个电路的讨论和方案比较 (16) 3.3 分析研究实验数据............. 错误！未定义书签。 4 总结与体会 (20) 4.1 通过本次实验那些能力得到提高，那些解决的问题印象深刻， 有那些创新点。 (20) 4.2 对本课程的意见与建议......... 错误！未定义书签。 5 参考文献 (21)
目录 1.电路设计及原理分析 (3) 1.1设计任务 (4) 1.2技术指标 (4) 1.3电路原理图 (5) 1.4基本原理 (5) 2.电路模拟与仿真 (6) 2.1仿真软件 (6) 2.2创建电路模拟图 (9) 2.3元件列表 (9) 2.4仿真记录与结果分析 (10) 3.实际电路的安装调试 (15) 3.1 元件参数确定 (15) 3.2 电路板布线设计 (15) 3.3 焊接 (15) 3.4调试与测量 (15) 3.5分析结果及改进 (16) 4.总结 (176) 5.心得体会 (177) 6.参考文献 (198)
1.电路设计及原理分析 1.1设计任务 通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。 通过比较器产生“数字模拟信号”，使得在信号产生的时候，震荡电路工作产生震荡信号驱动扬声器报警。 1.2技术指标 a.当温度在设定范围内时报警电路不工作； b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警； c.上下限低于报警led用不同颜色； d.上下限可调； e.控温精度度 1℃ f.监测范围0.5℃
图片简介: 本技术介绍了一种温湿度监测系统及方法，其中，温湿度监测系统包括显示屏、中心控制器、交换机以及多个安装在各个应用环境内的温湿度检测单元，中心控制器的信号端分别与各个温湿度检测单元连接，中心控制器的信号输出端与显示屏连接，所述交换机分别与中心控制器、数据服务器以及客户端电脑信号连接。本技术能够实时监控各个应用环境的温湿度，并根据实时的温湿度信息与设定的温湿度信息对比，如果超标，能够实时报警提示，确保生产安全，操作使用方便。 技术要求 1.一种温湿度监测系统，其特征在于：包括显示屏(1)、中心控制器(2)、交换机(3)以及多个安装在各个应用环境内的温湿度检测单元(6)，中心控制器(2)的信号端分别与各个温湿度检测单元(6)连接，中心控制器(2)的信号输出端与显示屏(1)连接，所述交换机(3)分别与中心控制器(2)、数据服务器(4)以及客户端电脑(5)信号连接。 2.根据权利要求1所述的一种温湿度监测系统，其特征在于：所述温湿度检测单元(6)包括温湿度检测盒体、温湿度控制器(61)以及温湿度检测探头(62)，所述温湿度检测盒体内安装温湿度控制器(61)，温湿度控制器(61)与温湿度检测探头(62)信号连接，温湿度检测探头(62)伸出温湿度检测盒体。
接有用于显示温度正常的绿灯(63)、用于显示温度非正常的红灯(64)以及用于报警提示的蜂鸣器(65)。 4.根据权利要求1所述的一种温湿度监测系统，其特征在于：所述中心控制器(2)与各个温湿度检测单元(6)之间连接的线缆穿插在KBG管内，KBG管通过管扣固定在墙上。 5.根据权利要求3所述的一种温湿度监测系统，其特征在于：所述温湿度控制器(61)采用485控制器。 6.一种温湿度监测方法，其特征在于：具体包括如下步骤： S1、在各个应用环境中分别安装温湿度检测单元(6)，将温湿度检测单元(6)的供电端与市电接通，在监控室内安装显示屏(1)和中心控制器(2)，将显示屏(1)和中心控制器(2)的供电端与市电接通； S2、将各个温湿度检测单元(6)的信号端与中心控制器(2)的信号端接通，将显示屏(1)和中心控制器(2)的信号端接通； S3、将中心控制器(2)的信号端与交换机(3)接通，交换机(3)与对应的数据服务器(4)接通，交换机通过互联网与客户端电脑(5)信号连接； S4、通过客户端电脑(5)设定各个应用环境中的预定温度范围和预定湿度范围，并将数据保存至数据服务器(4)内； S5、各个温湿度检测单元(6)检测对应应用环境中的温度和湿度，并将温度信息和湿度信息发送至中心控制器(2)，中心控制器(2)将接收的温度信息和湿度信息通过交换机(3)存储在数据服务器(4)内，以便后期查询，同时中心控制器(2)将接收的温度信息和湿度信息通过显示屏(1)显示出来，并显示对应的应用环境信息以及对应的预定温度范围和预定湿度范围。