毕业设计（论文）-多点温湿度无线测量系统设计.doc

设计(论文)题目
多点温湿度无线测量系统设计
设计(论文)题目来源
导师给的课题
设计(论文)题目类型
工程设计类
起止时间
~
一、设计(论文)依据及研究意义:
温、湿度和我们的生产生活密切相关,像塑料大棚、农田、仓库和其他生产过程当中,如果湿度太大就会引起霉变和变质;对于精密仪器和半导体器件来说,温湿度变化会影响它们的品质,温度过高或者湿度过大则会导致性能降低。随着我们社会的进步和工业技术的发展,人们越来越重视温、湿度这些环境因素,由于对室内环境的要求较高故需要对环境温、湿度进行测量和监控;许多产品对温、湿度范围的要求严格,目前市场上普遍存在的温、湿度检测仪器大多都是单点测量,同时也会有温、湿度信息传递不及时、精度不够等许多缺点,不利于工业控制的操作者根据温、湿度变化及时做出正确的决定;以前的温、湿度传感器都是经有线的方式传输数据,线路复杂冗余,不适合大范围或者异地多数量的测
量,线路故障也很难排查,若设备重新布局则要重新布线等一系列问题,连线成本也相对要高,线路的老化问题也会影响设备的可靠性,尤其是有线网络不通畅或由于现场环境因素的限制;而不便于架设线路的情况下,给温、湿度的数据测量带来了很大的麻烦。在这样的形式和趋势下,开发一种能够同时测量多点,并且实时性高、精度高,能够综合处理多点温、湿度信息的测量系统就很有必要了。
由以上情况分析可知多点温、湿度无线测量系统的应用范围是比较广泛的,随着大量廉价和高度集成的无线模块的普及,以及其它无线通信技术的应用,无线温、湿度的测量逐渐变成现实。而在当今的工农业生产中,需要进行温湿度采集的场合越来越多,准确方便地测量温、湿度的变化变得至关重要。要想监测到实时的温、湿度数据,就需要采用无线传输的方式对数据进行采集、发送、接收并对无线采集来的数据通过上位机进行处理,以控制并监测设备的运行情况,减少不必要的线路设备开支
。
二、设计(论文)主要研究的内容、预期目标:(技术方案、路线)
本论文主要研究的内容是用单片机程序控制,利用多片DS18B20温度传感器和DHT11数字温湿度传感器,通过UTC1212无线收发模块实现多点温湿度测量,并利用12864液晶屏显示。
测温模块采用数字温度传感器DS18B20测量温度,输出信号全数字化。便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线性度较好。
测湿模块采用DHT11,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,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。由于它的数字测温精度太低,所以着重用于湿度测量。
而无线收发模块采用UTC1212模块,UTC1212模块是高度集成超低功耗半双工微功率无线数据传输模块,片上集成嵌入高性能低功耗STM8L101处理器,采用最新一代高性能射频芯片SX1212。其中SX1212创新的采用高效的循环交织纠检错编码,使抗干扰和灵敏度都大大提高,模块提供了多个频道的选择,可在线修改串口速率,发射功率,射频速率等各种参数,二次开发简单方便,当然也可以通过MCU来设置常规参数,-,适合电池供电,和手持设备应用开发,,有四种工作模式。在1SEC周期轮询唤醒省电模式(Polling mode)下,接收仅仅消耗不到20uA。
显示模块采用12864液晶屏,由于12864液晶是功能较为完善的显示屏,不仅可以显示汉字和字符,而且可以显示任意图形,与1602相比较功能更为强大。多功能液晶屏主要用于显示和监测系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类模块的结构、原理及其性能指标,还必须懂得各模块的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对多点温湿度无线测量系统各模块的分析了解,才能将这一原理应用于各个领域。
为了更好的将单片机和无线模块相结合,我们可以将测到的温湿度通过单片机经无线收发模块在液晶屏上显示。
整个系统的方框图如下图所示:
UTC1212发送模块
STC89C52
DS18B20
时钟电路
DS18B20
复位电路
DHT11
DHT11
电源电路

图1 发射电路系统框图
UTC1212接收模块
STC89C52
12864显示模块
复位电路
时钟电路
电源电路
图2 接收电路系统框图
由整个系统的方框图可知,整体电路图中包括以下模块:
1、显示模块
液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件,如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到,显示的主要是数字、专用符号、汉字和图形