【正文】 適宜濕度范圍為：10%80%。 按鍵選擇模塊上位機(jī)的按鍵模塊功能：當(dāng)按下KEY1鍵，1號下位機(jī)將溫濕度信息值發(fā)送給上位機(jī)；當(dāng)按下KEY2鍵，2號下位機(jī)將溫濕度信息值發(fā)送給上位機(jī)。 溫濕度測量模塊本系統(tǒng)要測量多點(diǎn)糧倉內(nèi)的溫濕度信息值，為了了解糧倉內(nèi)的每一個時刻的溫濕度信息值，溫濕度測量模塊要能一直測量，當(dāng)接收到上位監(jiān)測主機(jī)的命令時，就暫時停止測量，將測量信息值傳送給上位機(jī)，當(dāng)發(fā)送結(jié)束后，就繼續(xù)測量溫濕度。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)選擇方案二的方法，該方案包括上位機(jī)和兩個下位機(jī)兩部分。無線傳輸部分方案一中選擇利用CC1101無線傳輸模塊，該模塊可用于多頻段，低功耗，收發(fā)一體，方案二中的nRF905也是低功耗，多頻道多頻段，可以很方便地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)無線通信，兩者性能相似，都能滿足本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的要求，但CC1101的價格較高，考慮到經(jīng)費(fèi)的問題，故選擇nRF905無線傳輸模塊。其設(shè)計(jì)框圖如圖23所示。圖21 總體原理框圖根據(jù)原理框圖，設(shè)計(jì)了兩種方案，如下所示。5%； 系統(tǒng)主機(jī)可顯示當(dāng)前信息采集的節(jié)點(diǎn)號、溫度、濕度信息值，顯示清晰直觀，下位從機(jī)也可顯示當(dāng)前本地信息值；各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)與主機(jī)交換采用無線傳輸模式進(jìn)行，系統(tǒng)具有超溫/超濕報(bào)警功能；糧倉適宜溫度范圍10℃40℃，適宜濕度范圍10%80%；系統(tǒng)工作穩(wěn)定性較好。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：選擇合適的濕度傳感器和溫度傳感器，并研究它們的使用方法；研究溫濕度傳感器與單片機(jī)的連接，以及如何完成數(shù)據(jù)的采集；設(shè)計(jì)多個溫濕度采集從機(jī)子系統(tǒng)，編號為1N，能滿足對溫濕度的精確測量；主機(jī)可利用無線模塊、單片機(jī)和鍵盤，選擇所要監(jiān)測的溫濕度節(jié)點(diǎn)，將該監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)經(jīng)由無線傳送至主機(jī)，并用顯示器顯示出該監(jiān)測節(jié)點(diǎn)結(jié)果；把測得的數(shù)據(jù)與限定值比較，如果超出范圍，報(bào)警系統(tǒng)就會發(fā)出警報(bào)；制作硬件電路，編寫相應(yīng)的軟件程序，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和測試數(shù)據(jù)綜合分析。為了保證日常工作的順利進(jìn)行，必須加強(qiáng)糧倉內(nèi)溫濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的監(jiān)測方法既費(fèi)時又費(fèi)力，而且誤差較大，因此需要造價低廉、使用方便、測量精確的監(jiān)測系統(tǒng)。第1章 緒論 課題的意義和目的當(dāng)代科學(xué)技術(shù)日益向高速化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，不管是生活還是生產(chǎn)，都離不開自動化。同時隨著單片機(jī)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，單片機(jī)測控技術(shù)已得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：無線傳輸模塊；溫濕度傳感器；單片機(jī)Design ang Implemenatation of the Multihumiture Wireless Monitoring System for the GranaryAbstract: To collect more information of the humiture required for the granary, the multihumiture wireless monitoring system is designed , which include some lower detecting equipments and a host monitor. Each lower detecting equipment consists of some temperature sensor modules, some humidity sensor modules, a wireless transmission module, a microcontroller module and other ponents. The host monitor consists of a microcontroller module, a key module, a wireless transmission module, an alarm module and other ponents. By measuring the next bit monitoring extension barn temperature and humidity in the wireless transmission module, after the temperature and humidity of the information value monitoring nod, and transmit first a host on the display shows that the monitoring node node number and the monitoring and measuring value, the temperature and humidity with temperature and humidity value alarm functions, lower place machine and can display the current local information value .Keywords: Wireless transmission module。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）多點(diǎn)糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院名稱： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 多點(diǎn)糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要:為滿足采集多點(diǎn)糧倉溫濕度信息值監(jiān)測的需求，設(shè)計(jì)一上位控制主機(jī)和多點(diǎn)下位監(jiān)測分機(jī)兩部分。 humiture sensors。這種單片機(jī)的測試技術(shù)為工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)控制、家用電器和儀器儀表智能化的應(yīng)用提供了一種全新的、有效的測試方法，并具有很大的實(shí)用意義和廣闊的應(yīng)用前景。信息社會對工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了更高、更新的要求，不僅要節(jié)約成本，而且要高效化。為了滿足糧倉溫濕度的精確控制要求，滿足測溫濕度過程信號易處理要求，設(shè)計(jì)一種可遠(yuǎn)程無線傳輸?shù)亩帱c(diǎn)監(jiān)測數(shù)字顯示的溫濕度測量系統(tǒng)，可以完成多點(diǎn)糧倉溫濕度的測量和顯示功能。 課題的任務(wù)要求根據(jù)課題的意義和目的，經(jīng)分析本次課題需要研究的內(nèi)容，提出了該課題相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，具體如下：系統(tǒng)供電電壓 AC 220V177。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)確定了課題的目的和意義，根據(jù)本課題的研究內(nèi)容和任務(wù)要求，設(shè)計(jì)出本課題的研究方案，并將方案進(jìn)行比較論證，選擇較優(yōu)的方案，闡述方案各個模塊的功能。方案一：采用模擬溫濕度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器組成溫濕度檢測電路，上位機(jī)和下位機(jī)采用FPGA開發(fā)板，無線收發(fā)模塊用CC1101，數(shù)字顯示電路部分運(yùn)用移位寄存器74LS164移位輸入字形碼，采用數(shù)碼管顯示。圖23 方案二的設(shè)計(jì)框圖 方案的比較與論證溫濕度測量部分方案一中采用模擬測量器件，需要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器，測量精度要受到影響，如果選擇精度較高的A/D轉(zhuǎn)換器，那費(fèi)用也較高。顯示部分方案一中的顯示采用移位寄存器移位顯示，數(shù)據(jù)需要串行輸入，在時鐘端脈沖上升沿作用下輸入數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)是四位顯示，就需要接四個74LS164,雖然軟件設(shè)計(jì)比動態(tài)顯示簡單，占用內(nèi)存少，但其硬件焊接量大。下位機(jī)由單片機(jī)STC89C52最小模塊、數(shù)碼管顯示模塊、nRF905無線傳輸模塊和溫濕度測量模塊四個模塊組成；上位機(jī)由nRF905無線傳輸模塊、按鍵選擇模塊、數(shù)碼管顯示模塊、溫濕度超值報(bào)警模塊、單片機(jī)STC89C52最小模塊五個模塊組成。 單片機(jī)控制模塊單片機(jī)控制模塊，它的晶振控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏，I/O口控制著外圍電路的工作情況，主要是控制溫濕度的測量、nRF905接收和發(fā)送數(shù)據(jù)、報(bào)警模塊的工作等等。下位機(jī)的按鍵選擇模塊功能：按下KEY1鍵測量溫度并顯示；按下KEY2鍵測量濕度并顯示。第3章 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計(jì)確定了多點(diǎn)糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中各模塊的功能設(shè)計(jì)要求，對多點(diǎn)糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)各模塊硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。據(jù)此設(shè)計(jì)電源模塊，如圖31所示。 溫濕度測量模塊設(shè)計(jì) 溫度測量模塊設(shè)計(jì)溫度測量采用DS18B20，該芯片的性能和具體使用方法如下所述。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。圖32 DS18B20工作原理圖溫度傳感器DS18B20的設(shè)計(jì)圖DS18B20是單總線溫度傳感器，數(shù)據(jù)線是漏極開路，內(nèi)部沒有拉高電路，給DS18B20接有電源，則需要一個上拉電阻來穩(wěn)定工作，其工作電流要達(dá)到1mA。圖33 DS18B20設(shè)計(jì)圖 濕度測量模塊設(shè)計(jì)濕度測量采用DHT11芯片，該芯片既能測溫度也能測濕度，但其測溫精度為177。濕度傳感器DHT11技術(shù)性能描述(1)、相對濕度和溫度測量，范圍是20－90％RH 、0－50℃，精度177?！?mA之間，漏極開路，內(nèi)部沒有拉高電路，當(dāng)輸出0是就是低電平，但輸出1時實(shí)際上是懸空的，所以要接上拉電阻，滿足電流需要，故選擇上拉電阻為5K，電流為1mA ,具體的設(shè)計(jì)圖，如圖34所示。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)需要I/O口來模擬SPI時序，以及DS18B20和DHT11都需要嚴(yán)格的時間控制，所以取整數(shù)周期，有利于時間的計(jì)算。時鐘電路設(shè)計(jì)，如圖35所示。圖36 復(fù)位電路設(shè)計(jì)按下開關(guān)后，電容充電，到達(dá)穩(wěn)定后，電容相當(dāng)于開路，其兩端電壓為5V，電路的時間常數(shù)為R*C，本設(shè)計(jì)取R=200?、C=10uF,經(jīng)計(jì)算時間常數(shù)為2ms，而兩個機(jī)器周期只有2us，所以該設(shè)計(jì)完全滿足要求。圖37 nRF905管腳圖nRF905各個管腳的具體說明如表31所示。表32 無線傳輸模塊與單片機(jī)的接口連接情況表無線模塊單片機(jī)無線模塊單片機(jī)TX_ENDRTRX_CEMISOPWR_UPMOSICDSCKAMCSN無線模塊與單片機(jī)的連接圖，如圖38所示。圖39 按鍵設(shè)計(jì)圖圖中只畫了一個按鍵，其余按鍵與單片機(jī)的連接具體如下：，；。而由于本系統(tǒng)采用四位一體數(shù)碼管，本身內(nèi)部就已經(jīng)將每一位的段選連在了一起，所以關(guān)鍵要控制的就是位選信號。若要各位數(shù)碼管能夠顯示出與本位相應(yīng)的字符，就必須采用掃描顯示方式。雖然這些字符是在不同時刻出現(xiàn)的，而且同一時刻，只有一位顯示，其它各位熄滅，但由于數(shù)碼管具有余輝特性和人眼有視覺暫留現(xiàn)象，只要每位數(shù)碼管顯示間隔足夠短，給人眼的視覺印象就會是連續(xù)穩(wěn)定地顯示。當(dāng)需要某一位數(shù)碼管顯示時，只要給相應(yīng)的位選端一個低電平，其余位選端給高電平，P0口給相應(yīng)的字型碼。蜂鳴器簡介蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。當(dāng)接通電源后（~15V直流工作電壓），多諧振蕩器起振，~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。經(jīng)過計(jì)算的：R=（）/10==350 ?。根據(jù)以上情況，選擇三個I/O口作為控制口，用三極管驅(qū)動蜂鳴器。分別介紹上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)思路和流程。圖41 上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)流程圖上位機(jī)的具體執(zhí)行步驟如下：第一步：初始化上位機(jī)的無線模塊nRF905配置寄存器；第二步：利用while(1)語句進(jìn)入死循環(huán)；第三步：判斷KEY1鍵是否按下，如果按下，等待按鍵松開，然后進(jìn)入第四步，如果KEY1鍵沒有按下，就判斷KEY2鍵是否按下，如果KEY2鍵被按下，等待KEY2鍵松開，就進(jìn)入第五步，若果KEY2鍵也沒按下，就重復(fù)第三步；第四步：發(fā)送命令給1號下位機(jī)，發(fā)送完成后，等待1號下位機(jī)將溫濕度信息值發(fā)送給上位機(jī)，通過DR引腳來判斷，如果接收到，則DR=1，否則就一直等待接收。如果KEY1和KEY2都為1，則顯示1號下位機(jī)發(fā)送來的溫濕度信息值，如果KEY1=0，則重復(fù)第四步，如果KEY2=0，則第四步結(jié)束，進(jìn)入第五步。然后點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管LED4，表明是2號下位機(jī)傳送來的信息。節(jié)電模式：掉電和SPI編程、STANDBY和 SPI編程。與射頻協(xié)議相關(guān)的所有高速信號處理都在片內(nèi)進(jìn)行，這種做法有三大好處：盡量節(jié)能；低的系統(tǒng)費(fèi)用(低速微處理器也能進(jìn)行高速射頻發(fā)射)；數(shù)據(jù)在空中停留時間短，抗干擾性高。在發(fā)送數(shù)據(jù)時，自動加上字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過程完成后，DR引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。只有在前一個數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢，RF905才能接受下一個發(fā)送數(shù)據(jù)包。無線模塊nRF905的配置所有配置字都是通過SPI接口送給RF905。狀態(tài)寄存器包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳狀態(tài)信息和地址匹配引腳狀態(tài)信息；射頻配置寄存器包含收發(fā)器配置信息，如頻率和輸出功能等；發(fā)送地址寄存器包含接收機(jī)的地址和數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器包含待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的信息，如字節(jié)數(shù)等；接收數(shù)據(jù)寄存器包含要接收的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)等信息。表42 SPI指令設(shè)置表SPI 串行接口指令設(shè)置指令名稱指令格式操作W_CONFIG (WC)0000AAAA寫配置寄存器AAAA 指出寫操作的開始字節(jié)字節(jié)數(shù)量取決于AAAA 指出的開始地址R_CONFIG (RC)0001AAAA讀配置寄存器AAAA 指出讀操作的開始字節(jié)字節(jié)數(shù)量取決于AAAA 指出的開始地址W_TX_PAYLOAD(WTP)00100000寫TX 有效數(shù)據(jù)132 字