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天津**大学毕业设计（论文）基于单片机的温室温湿度控制系统的设计姓名学院电子与信息工程学院专业电子信息工程指导教师职称2014 年6 月 4 日天津**大学毕业设计（论文）任务书院长教研室主任指导教师毕业设计（论文）开题报告表天津**大学毕业设计（论文）进度检查记录天津**大学本科毕业设计（论文）评阅表（设计类）天津**大学毕业设计（论文）成绩考核表摘要在快速发展的现代农业生产中，许许多多的、健康的农产品都来自于大棚温室栽培作物。
温室大棚的应用已经越来越广泛,它可以为人类创造很大的经济价值和良好的社会效益。
传统的温室温湿度控制是完全靠人工来进行控制和测量的。
不仅费时费力，而且效率低、效果差。
现如今，在温室大棚中，智能的控制系统将直接影响到农作物的产量以及生长情况等等。
近些年来，各种各样的单片机和传感器迅速发展，因此我们可以用这些来使温室智能控制系统更加完善。
本次设计是以STC89C52单片机为主控芯片，结合DHT11数字温湿度传感器，12864智能液晶显示屏等设计了一个结构简单并且容易操作的温室温湿度控制系统。
我们可以通过编程来实现对温室温湿度的智能控制。
当温室内的温度过高时，蜂鸣器报警，继电器工作，控制空调来进行降温；反之，则开启空调进行升温。
对于湿度的控制亦是如此。
通过加湿和干燥进行控制。
相对于其他普通的温室智能系统，此设计具有价格低，性能优，安全性高，稳定性强等诸多优点。
通过此系统，对蔬菜大棚内的温湿度进行可靠地、有效地控制与检测，从而保证大棚内的农作物在最佳的温湿度条件下生长，提高质量和产量，以达到我们想要的结果。
关键词：单片机STC89C52；矩阵键盘；温湿度传感器；12864液晶屏显示；继电器ABSTRACTIn the rapid development of modern agricultural production, many healthy agricultural products come from the cultivation of crops in hothouses. Hothouses applications have become increasingly widespread. It can create great economic value and social benefits for humans. Traditional greenhouse Temperature and Humidity Control System is entirely by manual control and measurement. Not only time-consuming, but also inefficient and ineffective. Now, in the hothouse, the intelligent control system will directly affect crop yields, growth and so on. In recent years ,a variety of microcontroller and sensor developed rapidly, so we can use them to make more perfect greenhouse intelligent control system. The design, which is based on STC89C52 microcontroller as the master chip, combined with DHT11 digital temperature and humidity sensors, 12864 Intelligent LCD screen and so on, has a simple structure, and the greenhouse temperature and humidity control system is easy to operate . We can program to achieve the intelligent control of greenhouse temperature and humidity. When the temperature in the greenhouse is too high , the buzzer alarm, and the relay begin to work to control air conditioning for heating ; contrary, the air conditioning is for cooling. The same applies to the humidity, controlled by humidifying and drying. Compared to other common greenhouse intelligent systems, this design has a low price, excellent performance, high security, stability , and many other advantages. In this control system of the greenhouse temperature and humidity vegetables reliably and efficiently are controlled and tested to ensure the growing of crop s under proper temperature and humidity conditions, where improving quality and productivity is easy, in order to achieve the results we want.Key words：SCM STC89C52；keyboard；temperature and humidity sensors；12864 LCD display；relay目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2课题的国内外概况 (1)1.2.1温度系统的国内外概况 (1)1.2.2湿度控制的国内外概况 (2)1.3课题研究的意义 (3)1.4课题研究的主要内容 (3)1.5课题研究的实现原理 (4)第二章系统总体方案设计 (6)2.1功能要求 (6)2.2设计思路 (6)2.3方案选择 (7)2.3.1传感器选择方案 (7)2.3.2显示器选择方案 (8)2.3.3单片机主芯片选择方案 (8)2.4系统总体设计组成及框图 (9)2.5系统整体电路图 (10)第三章系统硬件设计 (11)3.1概述 (11)3.2主控模块设计 (11)3.2.1 STC89C52芯片的简介 (11)3.2.2主控模块电路原理图 (12)3.3 DHT11传感器模块设计 (14)3.3.1 DHT11传感器简介 (14)3.3.2 DHT11传感器模块电路设计 (15)3.4 12864液晶显示模块设计 (16)3.4.1 12864液晶显示屏简介 (16)3.4.2 12864液晶显示模块电路原理图 (16)3.5报警模块 (17)3.5.1 蜂鸣器介绍 (17)3.5.2 蜂鸣器报警模块电路原理图 (18)3.6继电器控制模块 (18)3.6.1继电器的介绍 (18)3.6.2继电器控制模块电路原理图 (20)3.7时钟模块 (21)3.7.1DS1302时钟芯片简介 (21)3.7.2时钟模块电路原理图 (22)3.8矩阵键盘控制模块 (23)3.8.1矩阵键盘的简介 (23)3.8.2矩阵键盘控制模块电路原理图 (23)3.9辅助模块 (25)3.9.1电源总开关模块 (25)3.9.2电平转换模块 (25)第四章系统软件设计 (26)4.1概述 (26)4.2系统初始化模块 (27)4.3串口模块 (28)4.4矩阵键盘模块 (29)4.5温湿度控制模块 (30)4.6报警模块与继电器控制模块 (32)4.7 12864液晶显示模块 (33)4.8时钟模块（附加功能） (33)第五章系统分析与调试 (35)5.1硬件电路的调试 (35)5.2功能模块的调试方案 (36)第六章总结 (39)参考文献 (40)附录一：外文文献以及中文翻译 (41)附录二：程序 (50)附录三：系统整体电路图 (62)附录四：实物图 (63)谢辞 (64)第一章绪论1.1课题研究的背景温湿度与人类的生活发展密不可分。
引言电子计算机的产生和发展，使过去许多因为计算复杂而长期被搁置的数学难题得以解决，从而有力推动了科学技术的发展，推动了工农业生产、交通运输、空间技术及医疗卫生等事业的发展。
特别是近10多年来，微处理机与微型计算机的发展，以深入到科研、国防、工业、农业、交通运输、宇航、医疗卫生、企业管理及人类社会生活的各个领域，有利推动了人类社会的进步。
为适应社会发展需要，微型计算机不断地更新换代，新产品层出不穷。
在微型计算机的大家族中，近年来单片微型计算机异军突起，发展极为迅速。
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
随着单片机技术的飞速发展，单片机在各个领域中都得到了广泛的应用。
其中，由单片机组成控制系统，已成为单片机应用的发展趋势。
粮食是人类生存的必需品，温度与湿度是保存好粮食的先决条件，随着中国加入WTO和粮食市场的逐渐开放，储存大量的粮食对稳定国民经济的发展起到至关重要的作用。
本课题设计的是粮库温湿度控制系统，是对一个粮库的温湿度进行控制，以保证粮库储粮的安全。
粮库温湿度控制系统是以MCS-51系列单片机为核心构成控制系统。
本课题完成了整个系统的硬件设计，提出了一种可以应用于中小型粮库的温湿度控制系统。
第一章绪论1.1 单片机的简介1.1.1 单片机的发展单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）简称单片机。
它是一块芯片上集成了中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、定时/计数器及I/O （Input/Output）接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。
单片机的发展历史并不长，它的产生和发展与计算机的产生和发展大体上同步，经历了四个阶段。
![基于单片机的温湿度采集管理系统毕业论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/329b3914fab069dc512201e6.png)
目录摘要 0第1章绪论 0系统开发背景 0课题设计目的和意义 (1)课题研究内容 (1)第2章无线温湿度采集管理系统总体设计 (2)系统的总体设计 (2)系统设计的功能 (3)第3章无线温湿度传输系统硬件设计 (3)nRF905高频头通信模块 (4)nRF905概述 (4)nRF905无线模块硬件结构 (4)nRF905天线 (5)nRF905频率调制 (5)nRF905输出频率 (5)高频头输出接口电路 (6)AT89S52单片机 (7)单片机与nRF905通信 (7)单片机与主机通信 (10)单片机程序下载模块 (11)DS18B20温度传感器 (11)温度传感器概述 (11)温度传感器构成及原理 (11)温度传感器寄生电源 (12)传感器温度测量 (13)DHT11传感器 (13)DHT11温湿度传感器概述 (13)DHT11构成及其工作原理 (14)测量分辨率 (15)系统电源模块 (15)第4章无线温湿度传输系统软件(下位机)设计 (15)无线温湿度传输系统软件总体设计 (15)单片机串口通信 (17)SBUF数据缓冲寄存器 (18)SCON串行口控制寄存器 (18)PCON特殊功能寄存器 (18)串口通信波特率选择 (19)IE中断允许控制寄存器 (19)nRF905与单片机通信 (19)nRF905的数据发送 (19)nRF905的数据接收 (21)掉电模式 (22)Standby模式 (23)DS18B20数据采集 (23)DS18B20初始化 (23)DS18B20读时序 (23)DS18B20写时序 (24)异常情况处理 (24)第5章温湿度采集管理系统的设计 (24)数据管理中心(上位机)软件系统的总体设计 (24)系统功能模块设计 (24)数据库逻辑结构设计 (26)系统开发及运行环境 (26)系统管理方法 (26)温湿度管理系统各功能模块介绍 (26)MSComm控件注册模块 (27)数据采集模块 (28)数据统计分析模块 (30)历史记录模块 (32)异常处理模块 (34)帮助模块 (34)“温湿度采集管理系统”管理软件的特点 (35)第6章结论 (35)系统特点 (36)需要进一步完善的工作 (36)无线RF传输技术应用前景 (36)参考文献 (36)致谢 (38)附录一 (40)（1）数据采集传输代码 (40)（2）nRF905程序 (43)（3）DS18B20程序 (44)（4）DHT11 程序 (45)（5）主程序 (46)附录二实物图 (48)基于单片机的温湿度采集管理系统***南京信息工程大学滨江学院电子工程系，南京 210044摘要：本课题提出并设计基于AT89S52单片机的nRF905无线传输温湿度采集管理系统。
基于单片机的温湿度监控系统摘要针对温、湿度对纸张耐折度的影响，设计了适应中小型文献资料库应用的温、湿度监控装置。
此装置不仅能实现温、湿度检测、温湿度实时调节和显示，而且能实现温、湿度参数上下限定值的设定，当温湿度超上下限的时候能够进行报警，并启动相应的装置从而改变室内温度。
该控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，具有一定的推广价值。
单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。
单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
在现实生活中，对于一个比较大的系统，人们往往采用微机进行控制，小一些的系统较多采用51或96等系列的单片机。
本文中，我们设计了以AT89C51单片机为主要核心实现的温度、湿度控制系统，包括系统硬件和软件设计，可以进行上位机通信，并给出了详细的电路原理图。
关键词温度控制；湿度控制；串行接口; 485总线大学学士学位论文The temperature and humidity of the monitor system based on single chip microcomputerAbstractAccording to temperature, humidity on paper folding, the effects of the resistance of the design to small and medium-sized documents database application of temperature, humidity monitoring device. This device can not only realize temperature, humidity, temperature and humidity adjusting detection and display, and can realize temperature, humidity and parameters of the limit of temperature and humidity on the set, and when the time limit to be able to call the police, and start the corresponding device which changes indoor temperature.This control system has the high accuracy, simple to use, low cost and stable and reliable, and other characteristics, has certain value of popularization. SCM has small volume, light weight, less consumption, function of strong, flexible and convenient control and the price cheap, etc. The application of SCM is fundamentally changing the traditional control system design idea and design method. In real life, for a larger system, people often take the microcomputer control, the smaller system by 51 or 96 more, series microcontroller.In this paper, we have designed to AT89C51 single-chip microcomputer as the main core of the realization of the temperature, humidity control system, including hardware and software design, can undertake PC communications, and gives the detailed circuit principle diagram.Keyword Temperature control; Humidity control; Serial interface; 485 bus- II -大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状 (2)1.3 论文研究内容 (7)第2章总体方案设计 (9)2.1 方案设计 (9)2.2 系统设计原则 (9)2.3 本章小结 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 AT89C51单片机简介 (12)3.1.1 主要特性 (13)3.1.2 外部管脚 (13)3.2 测温度电路 (15)3.2.1 内部结构 (17)3.2.2 DS18B20工作原理 (18)3.3 测湿度电路 (21)3.4 键盘 (24)3.5 显示LCD (24)3.6 上位机通信 (25)3.7 本章小结 (26)第4章系统软件设计 (28)4.1 主程序设计 (28)4.2 温湿度检测模块 (30)4.3 显示报警模块 (31)4.4 本章小结 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (38)·- 3 -大学学士学位论文第1章绪论1.1课题背景2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号点火，19时整成功发射。
基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计目录设计总说明 ......................................................................................... 错误!未定义书签。
Design General Information (I)1 绪论 01.1 引言 01.2 选题背景及意义 01.3 国内外现状及发展趋势 (1)2 设计要求 (2)3 系统总体方案 (3)3.1 温湿度传感器的选择 (3)3.2 无线发射模块的元器件选择 (4)3.2.1 nRF905主要包括三种接口 (4)3.2.2 nRF905的工作模式 (5)3.3 单片机的选择 (6)3.4 显示模块的选择 (9)4 硬件电路设计 (11)4.1 温湿度采集模块的设计 (11)4.2 无线发射接收模块设计 (12)4.2.1 温湿度数据的控制发送 (12)4.2.2 温湿度数据的接收 (13)4.2.3 模拟SPI口的实现 (14)4.3 LCD1602液晶显示模块设计 (14)4.3.1 LCD1602的指令说明及时序 (16)4.4 电源模块的设计 (18)4.5 复位电路 (18)5 单片机对温度与湿度的控制 (19)6 软件设计 (20)6.1 采集模块软件设计 (20)6.2 发送接收模块软件设计 (21)6.3 显示模块软件设计 (26)7 调试 (27)结论 (28)参考文献 (30)附录A 系统总体原理图 (32)附录B 采集检测控制程序 (32)附录C 元器件清单 (47)致谢 (49)系列随着温湿度计的发展温室监控系统也越来越成熟，更好的为人们服务。
对于国内外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。
在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。
毕业论文蔬菜大棚智能数据采集系统的设计学生姓名： 学号： 系 部：专指导教师：二〇一三年六月张经飞 092039116 自动化 自动化太原工业学院毕业设计毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：蔬菜大棚智能数据采集系统的设计系部：自动化专业：自动化学号： 092039116 学生：张经飞指导教师：郭晋秦副教授专业负责人：郭晋秦1．设计（论文）的主要任务及目标随着科技的进步和现代生活的快速发展，在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门及日常生活中，经常需要对环境温湿度与光照度进行检测及控制。
准确测量温湿度以及光照度对于生物制药、食品加工、等行业更是至关重要。
在检测技术不断发展完善的今天，检测装置也正在朝着集成化、智能化的方向发展。
主要表现在以下两个方面：（1）传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，为开发新一代温湿度测控系统创造了有利条件，（2）在检测系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿和自动校准湿度等几项新技术。
本论文是以蔬菜大棚为研究对象来设计一款基于单片机的温湿度、光照度检测装置。
温度、湿度、光照度是衡量蔬菜大棚的三项重要指标，它直接影响到栽培作物的生长和产量，蔬菜的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对蔬菜生长影响最大的是环境中的温湿度及光照度。
环境中昼夜的温湿度、光照度变化大，其对蔬菜生长极为不利。
因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合蔬菜的生长，来提高其产量和质量。
但传统的人工的测试方法费时费力、效率低，且测试的误差大，随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的检测装置。
该论文即是针对这一问题，设计出了能够实现温湿度自动检测，LCD数字实时显示，按键调整上下限设置，超限报警等多功能的温湿度和光照度检测装置。
2．主要参考文献[1] 郑争兵，基于单片机与AD509的温度测量报警系统[J]，国外电子测量技术，2009，27(1)。
毕业设计任务书课题名称基于单片机的温湿度监测系统指导教师职称讲师指导教师职称工程师专业名称班级学生姓名学号课题需要完成的任务：1、基于单片机设计一个温湿度监测系统，要求：1、温度18~28℃，相对湿度40%~70%；2、用户可以设置系统温湿度报警值；3、检测得到的数据可以通过显示模块显示。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
2、可行性方案分析及方案论述。
3、系统设计（各功能模块设计和接口电路设计）。
4、软件设计及调试。
5、电路原理图的绘制。
6、毕业论文撰写。
课题计划：1.11~2.10 查资料，初步方案设计；2.11~2.20 确定最佳方案；2.21~4.7 设计电路，绘制电路，写毕业论文。
4.8~4.15 修改、完善毕业论文，并做答辩准备。
计划答辩时间：4.8~4.15电子信息技术系（部、分院）2012 年12 月10 日AbstractIn recent years, with the computer penetration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications, often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect. 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
摘要本毕业设计论文介绍了基于AT89C52单片机的空调温度和湿度控制器的设计，该控制器硬件主要由AT89C52单片机，DHT11温度湿度检测电路，电源电路和输出控制电路等组成，软件采用C语言编程。
该控制器利用单片机技术，通过温度和湿度检测电路对空调环境温度和湿度自动监测，并由 LCD 显示所测温度和湿度，实现了对温度和湿度的优化控制。
关键词：AT89C52单片机；温度；湿度；传感器；控制器AbstractThis paper of the graduation design introduces AT89C52 SCM based on controller design of temperature and humidity of the air conditioning .This controller hardware consist of AT89C52 SCM, DHT11 detection circuit of temperature and humidity , supply circuit of the power and output control circuit and other components, The C programming language used in the software. The controller using technology of SCM.,It is realize the optimal control of temperature and humidity through detection circuit of the temperature and humidity monitoring automatically the temperature and humidity around the environment of the air conditioning ,and the LCD displaying the value of the temperature and humidity.Keywords: AT89C52 SCM; Temperature; Humidity; Sensors; Controller目录摘要 (I)Abstract (II)1. 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 设计目的及意义 (1)1.3 设计的要求及主要内容 (2)2. 系统组成及原理 (3)2.1 系统组成及原理 (3)2.1.1 系统组成 (3)2.1.2 系统工作原理 (3)2.2 硬件设计部分 (5)2.2.1 单片机最小系统 (5)2.2.1.1 单片机AT89C52简介 (5)2.2.1.2 复位电路简介 (7)2.2.1.3 晶振电路简介 (7)2.2.2 电源电路 (8)2.2.3 DHT11温湿度传感器 (8)2.2.4 lcd1602液晶显示器 (9)2.2.5 键盘 (10)2.2.6 蜂鸣器 (11)2.2.7 发光二极管的显示 (12)3. 软件部分设计 (13)3.1 软件流程图设计 (13)3.2 程序 (14)4 总结 (31)参考文献 (32)附录1 系统电路 (33)附录2 PCB图 (34)附录3 实物照片 (35)致谢 (36)1. 绪论1.1引言温度与湿度是影响人类生存与生活的两大因素，人类自古以来就不停的对温湿度进行探索，温度与湿度在探索中逐渐被人类所熟知，人类开始对温湿度进行控制来达到自己想要的结果。
1. 引言1.1 温室控制系统设计背景中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚的温度和湿度参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大与由于测控不与时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。
因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚温度、湿度，使大棚形成有利于蔬菜，水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节[1]。
影响作物生长发育的环境条件主要包括:温度、湿度、光照、CO2浓度、土壤等。
所有这些环境条件之间是相互作用、相互联系、相互耦合的，某个控制变量发生改变，会影响其它控制变量的变化。
作物的生长发育是所有这些环境条件综合作用的结果。
温度和湿度一直是人类关注的对象，这两种环境因素时刻影响着人们的生产和生活，下面主要就温度和湿度对作物的影响进行简略说明。
（1）温度温室气温、地温对作物的光合作用、呼吸作用、根系的生长和水分、养分的吸收有着显著的影响，因此影响作物生长发育的环境条件中，以温度最为敏感，也最为重要，对温室环境控制的研究也是最先从温度控制开始的。
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 4.2 SHT10温湿度传感器……………………………………………………………3 4.3 AT89S52芯片介绍………………………………………………………………4 4.3.1 时钟电路……………………………………………………………………4 4.3.2 复位电路………………………………………………………………………5 4.4 nRF905功能的实现……………………………………………………………5 4.4.1 nRF905的接口………………………………………………………………5 4.4.2 nRF905的工作模式…………………………………………………………6 4.4.3 器件配
置……………………………………………………………………7 4.4.4 nRF905供电电源……………………………………………………………8 5 接收模块硬件电路设计…………………………………………………………8 5.1 nRF905的接收流程……………………………………………………………8 5.2 LCD1602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……………………………………………………………12 6.3 nRF905通过SPI口与单片机通讯…………………………………………13 7 系统调试与性能分 析……………………………………………………………14 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 nRF905原理图………………………………………………………………20 附录D 实物图………………………………………………………………………21 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
1 引言 温度、湿度是工农业生产的主要环境数据，在工农业生产实践中占有重要地位，比如湿度大温度高的话会使粮食发芽，腐败，有可能还会导致二氧化碳的增加，使进入的工人窒息如果粮食发芽，会导致温度升高，从而发生火灾等。所以对其进行适时准确的测量具有重要意义。而传统的温湿度传感器需通过较复杂的电路才能将温度信号转化为数字信号，且远距离传输会引起较大的误差。本系统采用单总线数字温湿度传感器芯片SHT10，直接将温湿度变为数字信号，配合单片机及无线通信模块nRF905进行无线数据传输，达到实时采集的目的。利用单片机对温、湿度控制具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了工艺要求。本文介绍了利用AT89S52对温湿度进行智能化采集的过程。
2 设计要求 温湿度的测量在仓库管理，生产制造，科学研究以及日常生活中被广泛应用。传统的温湿度测量采用有线测控系统，实施网络布线工程，大大增加了系统成本，降低了系统灵活性，可维护性与可扩展性。把无线通信技术应用到温湿度测量系统中，由传感器实时采集各节点处温湿度的信息，经处理后通过无线数据采集系统将温湿度信息传输到监控终端，从而实现集成化，低成本和易操作的目的。 本设计是实现温度和湿度的测量和实时监控，通过单片机AT89S52直接连接传感器，将测量得到的温度和湿度数据显示在液晶屏上。上位机的数据经过无线传输及显示后再被传输至接受端的AT89S52,由单片机将数据转化为可以由液晶显示板1602显示的数据。
3 系统总体方案 本系统采用AT89S52单片机作为主控制器，无线温湿度采集系统是一种基于射频技术的无线湿温度检测装置。本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。传感器部分由数字温湿度度传感器芯片SHT10，单片机AT89S52，低功耗射频传输单元nRF905和天线等组成。传感器采用电源供电，接收机接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。 单片机对nRF905 的对外接口进行SPI 读写操作，以此来控制nRF905 的工作模式以及相关收发数据的操作，从而完成无线数据传输。
nRF905 温湿度 M 433MHZ M 传感器 C 无线发射 无线接收 C 液晶显示 电源 U U 采集模块 接收模块
Preamble Address Pay_Load CRC 32 bit 32 bit
图1 系统通讯方式及总体框图 4 采集模块硬件电路设计 显示单元采用LCD1602液晶显示，通过温湿度度传感器SHT10实现温湿度的采集，通过射频芯片nRF905实现无线数据传输和接收。采集模块框图2所示。 SHT10传感器 M C 发送模块 电源 U
图2 采集模块框图 4.1 电源模块的设计 输出+5V直流电源为设计中各个分电路、器件供电。如图3所示。 321
D1BRIDGEVin1+5V3GND2U1LM7805C1470uFC3104FC2104FC410uFVD110uFR11KVCCT?TRANS1~220V9V
图3 电源模块电路图 4.2 SHT10温湿度传感器 传统的温湿度传感器将温湿度转换成可以测量的电压或电容进行计算，虽然价格便宜，但精度不高，而且电路复杂，需要通过AD转换器转换才能将电信号转换成数字信号。而数字式传感器测量得到的是数字量，可以直接与单片机相连。因此本设计传感器选择的是数字式温湿度传感器SHT10。 瑞士sensiron司推出了shtxx单片数字温湿度集成传感器，采用CMOS过程微加工专利技术，确保产品具有极高的可靠性和出色的长期稳定性，该传感器由两个电容式聚合体测湿元件和一个隙式测温元件组成，并与一个14位AD转换器以及一个2-wire数字接口在单芯片中无缝结合，使得该产品具有功耗低，反应快，抗干扰能力强等优点。 图4 温湿度采集模块 单片机与SHT10接口电路部分：SHT10的SCK口和DATA口分别与单片机的P1.6口和P1.7口连接，DATA需要一个外部的上拉电阻(4.7kΩ)将信号提拉至高电平，只有当DATA为高电平时，SHT10才开始工作，如图4所示。 4.3 AT89S52芯片介绍 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位IO口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 AT89S52是片内有ROMEPROM的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单、可靠。用AT单片机构成最小系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图 AT89S52单片机最小系统所示。由于集成度的限制，单片机最小应用系统只能作一些小型的控制单元。其应用特
