【正文】 無(wú)線局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，自發(fā)布之日起就得到了廣泛的應(yīng)用，迄今為止仍是應(yīng)用熱點(diǎn)。 軟件技術(shù) 的發(fā)展 近年來(lái)，各種計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)有了很大的發(fā)展，特別是 Windows 環(huán)境下的 visual c ++， Java的不斷 升級(jí)，數(shù)據(jù)庫(kù)功能增強(qiáng)，能夠使用 ODBC驅(qū)動(dòng)程序訪問(wèn)各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并可使用 ADO、 DAO等各種應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)接口，操縱數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象與結(jié)構(gòu)，方便地對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、打印、查詢(xún)、自動(dòng)控制等操作，為高性能的測(cè)控軟件設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。這種傳感器采用了半導(dǎo)體集成電路與微控制器最新技，在一個(gè)管芯上集成了半導(dǎo)體溫濕度監(jiān)測(cè)芯片，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，計(jì)算機(jī)接口芯片，存儲(chǔ)芯片等，除了完成溫濕度監(jiān)測(cè)功能外，還可以 完成預(yù)置范圍溫度，報(bào)警，多路 A/D轉(zhuǎn)換，溫度補(bǔ)償?shù)裙δ堋５珳囟葌鞲衅鞯木€性度差，系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度仍不理想，無(wú)法大面積推廣。早期工廠車(chē)間溫濕度監(jiān)測(cè)主要采用溫度計(jì)測(cè)量法，他是將溫濕度放入特定的地點(diǎn)，根據(jù)不同地點(diǎn)的采集，管理人員往來(lái)于不同的地點(diǎn)，讀出的示數(shù)決定結(jié)果。從而提高工廠車(chē)間的科學(xué)管理化，控制自動(dòng)化水平。隨著電氣技術(shù)，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，工廠的監(jiān)測(cè)，車(chē)間控制與管理的自動(dòng)化已經(jīng)迫在眉睫，尤其是近年來(lái)車(chē)間生產(chǎn)的空間不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的實(shí)際 需要，建立一種管理科學(xué)，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠的高效率的控制系統(tǒng)是必需的。實(shí)驗(yàn)表明、這種設(shè)計(jì)能夠以經(jīng)濟(jì)、高效的方式實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)采集、可用于境狀況的快速監(jiān)測(cè)。另外，由于使用了存儲(chǔ)芯片，可以保存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可 靠性，是一種價(jià)格低廉方便實(shí)用的系統(tǒng)，可在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。尤其是用于溫室采樣數(shù)據(jù)頻繁情 況條件下，采用無(wú)線傳輸系統(tǒng)更顯現(xiàn)出他的優(yōu)越性。我們思維方式不可能一直原地不動(dòng)，不能再堅(jiān)守舊時(shí)代利用大量人力資源來(lái)控制溫度和濕度的變化。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 溫濕度控制已經(jīng)成為了 21 世紀(jì)熱門(mén)研究。這樣不但浪費(fèi)大量的人力財(cái)力資源，而且控制系統(tǒng)功能也比較單一化，適用場(chǎng)合也有很大的局限性。該系統(tǒng)可對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程智能化在線檢測(cè)和預(yù)警。 為了實(shí)現(xiàn) 這種對(duì) 環(huán)境狀況監(jiān)測(cè) ，于是 設(shè)計(jì)了一種基于 Arduino的環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 ： Arduino； 程序設(shè)計(jì) ； 環(huán)境狀況監(jiān)測(cè) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract Temperature and humidity control has bee a hot research in the 21st century. Both in terms of production and life, our human beings are closely linked to temperature and humidity. And the development direction of intelligent temperature and humidity control system has bee an inevitable trend. The way of our thinking can be changed. We are unable to stick to control the change of temperature and humidity with so many people in old stage. It is not only waste a lot of manpower resource, but also the function of control system is simplified and it is applied in occasion significant limitations. While using auto intelligent control not only save manpower but also reflects the dialectical thought of keeping pace with the time. The world has changed . This progress should be reflected in every detail of life. The traditional method of temperature and humidity measurement cycle is long, the efficiency is low and the management is not very convenient. When a failure occurs, people should spend a lot of manpower material resources to find it. Especially for greenhouse under the working conditions of frequent sampling data, using wireless transmission system showed his superiority. The system can be achieved on the temperature field and remote intelligent online detection and warning. The system on temperature measurement accuracy achieves a certain level. Due to the speed, the temperature measurement sensitivity is improved effectively and stability with the use of independent temperature pensation circuit. In addition, with the use of memory chips that can save the realtime data and improve the reliability of the system. It is a kind of low cost, convenient and practical system that can be applied in the production. In order to realize environmental condition monitoring system based on Arduino was designed. Focused on Arduino UNO , we programed the Arduino UNO for sending the sensor data to public server. Tests show that this kind of design provide environmental condition monitoring system more economy and convenient. Keywords: Arduino UNO。在產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈化的當(dāng)下，產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境決定了產(chǎn)品的質(zhì)量以及后續(xù)產(chǎn)品的市場(chǎng)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的監(jiān)測(cè)凸顯了更加重要的地位。如果使用一般有線的控制布線，則施工勞動(dòng)強(qiáng)度大，投資 大。這種人工的方法去監(jiān)測(cè)工廠車(chē)間的溫濕度具有一定的作用，但是由于溫濕度的精度，人工讀數(shù)的人為因素等原因，溫濕度監(jiān)測(cè)不僅速度慢，而且精度低，沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 抽樣不徹底，局部溫濕度差別過(guò)大不容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)不 準(zhǔn)確影響了生產(chǎn)的效率時(shí)有發(fā)生。近年來(lái)，隨著 單片機(jī) 功能的日益強(qiáng)大和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，溫濕度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，要求越來(lái)越高。由于數(shù)字溫濕度傳感器直接傳出數(shù)字量，從而解決了溫度信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題以及傳輸過(guò)程中干擾和衰減而導(dǎo)致的精度降低等問(wèn)題。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀 無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)在我們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，目前應(yīng)用廣泛的短距離無(wú)線通信技術(shù)主要有 IEEE80 WLAN、藍(lán)牙、 ZigBee、 NRF240微功率短距離無(wú)線通信技術(shù)等。該標(biāo)準(zhǔn)工作在 的頻段上，采用了補(bǔ)碼鍵控 (CCK)調(diào)制技術(shù)和直接序列調(diào)頻 (DSSS)技術(shù)，最大傳輸速率可達(dá)11Mbit/S，并且可以根據(jù)情況的變化，在 11Mbit/s、 、 2Mbit/s、 1Mbit/s 的不同速率之間自動(dòng)切換，且在 2Mbit/s、 lMbit/s 的速率時(shí)與 ，它從根本上改變了WLAN的設(shè)計(jì)和應(yīng)用現(xiàn)狀，擴(kuò)大了 WLAN的應(yīng)用領(lǐng)域。 格低廉，但速率較低 (最高 11Mbit/s)：而 優(yōu)勢(shì)在于傳輸速率快 (最高 54Mbit/s)且受干擾少，但價(jià)格相對(duì)較高。 藍(lán)牙 (Bluetooth)技術(shù) 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 藍(lán)牙是由愛(ài)立信、東芝、諾基亞、英特爾和國(guó)際商用機(jī)器公司等公布的一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，開(kāi)發(fā)于上世紀(jì) 90 年代中后期。 目前，藍(lán)牙設(shè)備在無(wú)線耳機(jī)、無(wú)線鍵盤(pán)等領(lǐng)域應(yīng)用較多，但其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的推廣仍然十分不夠，其最大障礙是成本依然很高，藍(lán)牙模塊購(gòu)買(mǎi)價(jià)格昂貴。極低的電流消耗，在 5dBm的輸出功率時(shí)僅為 ，在接收模式時(shí)僅為 18mA。另外該系統(tǒng)屬于無(wú)線通信系統(tǒng)，因此也需要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃M(jìn)行驗(yàn)證。 （ 3）軟件設(shè)計(jì)必須要有完善的思路，要充分考慮到各傳感器和無(wú)線收發(fā)器的時(shí)序，做到程序簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，盡量降低無(wú)線數(shù)傳的誤碼率。這就要每個(gè)設(shè)備在監(jiān)控的同時(shí)必須能夠?qū)崟r(shí)更新?！?； （ 5）測(cè)濕范圍： 2099%RH； （ 6）測(cè)濕誤差： ≤177。主控機(jī)與分機(jī)采用主從式分布結(jié)構(gòu)，通過(guò)無(wú)線通信方式進(jìn)行通信。系統(tǒng)方案在溫濕度數(shù)據(jù)采集部分主要有三種構(gòu)想：一是溫濕度傳感器選用傳統(tǒng)的模擬式器件，二是選用集成式器件，三是選用數(shù)字式傳感器；在無(wú)線 通信部分主要有三種構(gòu)想：一是采用藍(lán)牙技術(shù)，二是采用紅外線技術(shù)，三是選用無(wú)線數(shù)傳模塊（ NRF）：在系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)處理部分也有兩種構(gòu)想：一是采用 Arduino平臺(tái)作為控制系統(tǒng)，二是采用 DSP進(jìn)行處理。在多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)的場(chǎng)合，各被測(cè)點(diǎn)到測(cè)試裝置之間引線距離往往不同，各敏感元件參數(shù) 的不一致性，都將會(huì)導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，并且難以完全清除。它的信號(hào)具有極高的抗干擾能力。 系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理模塊方案 溫濕度數(shù)據(jù)在采集后通常要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄、顯示和對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的控制。根據(jù)微處理器的不同，專(zhuān)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為 DSP應(yīng)用系統(tǒng)和 單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng)。要了解 Arduino就先要了解什么是 單片機(jī) ， Arduino 平臺(tái)的基礎(chǔ)就是 AVR 指令集的單片機(jī)。 Arduino 項(xiàng)目可以是 單獨(dú)的，也可以在運(yùn)行時(shí)和你電腦中運(yùn)行的程序（例如： Flash， Processing， MaxMSP）進(jìn)行通訊。例如： Parallax Basic Stamp， Netmedia’s BX24， Phidgets， MIT’s Handyboard 和其沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 它等等提供類(lèi)似功能的。最便宜的 Arduino 版本可以自己動(dòng)手制作，即使是組裝好的成品，其價(jià)格也不會(huì)超過(guò) 200 元。對(duì)于老師們來(lái)說(shuō)，一般都能很方便的使用 Processing 編程環(huán)境，所以如果學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)使用 Processing 編程環(huán)境的話，那他們?cè)谑褂?Arduino 開(kāi)發(fā)環(huán)境的時(shí)候就會(huì)覺(jué)得很相似很熟悉。硬件開(kāi)源， 可擴(kuò)展 Arduino 板基于 Atmel 的 ATMEGA8 和 ATMEGA168/328 單片機(jī)。在Arduino 能夠滿足系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理速度要求的情況下，無(wú)異是首選的信息處理單元；當(dāng)然，也可以采取嵌入式的 單片機(jī) 。在一般小范圍的 監(jiān)控中，由于傳輸距離近，使用同軸電纜傳輸，對(duì)信號(hào)質(zhì)量損傷不大，施工方便，造價(jià)低。同軸傳輸缺點(diǎn)：受環(huán)境氣候影響，不能遠(yuǎn)距離傳輸，抗干擾能力差。所有高頻元件包括電感、振蕩器等已經(jīng)全部集成在芯片內(nèi)部，一致性良好，性能穩(wěn)定且不受外界干擾。無(wú)線收發(fā)芯片的可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)，通訊協(xié)議簡(jiǎn)單透明，技術(shù)成熟。 常用無(wú)線射頻收發(fā)芯片主要有 NRf240 NRF290 NRF2915 等。 本系統(tǒng)選用 NRF2401作為無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片。目前在數(shù)字溫度傳感器中采用的串行總線主要有Philips 公司的 12C 總線， Motorola 公司的 SPI 總線， National Semiconductor 公司的。測(cè)溫范圍為 55℃ 一 +125℃ ，具有10位數(shù)字輸出溫度值，分辨率為 ℃ ，精度為 177。 （ 2） LM74是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司推出的集成了帶隙式溫度傳感器、 △一 Σ型 A/D數(shù)轉(zhuǎn)換器，并具有 SPI/Microwire 兼容總線接口的數(shù)字溫度傳感器。 （ 3） MAX6575L/H是美國(guó) MAXIM公司的一種單總線式數(shù)字溫度傳感器，具有較好的線性、較低的功耗，而且編程簡(jiǎn)單，調(diào)試容易，使用方便。5℃ ?！?，由于每一個(gè) DSl8820出廠時(shí)都刻有唯一的一個(gè)序列號(hào)并存入其ROM中，因此 CPU可用簡(jiǎn)單的通信協(xié)議就可以識(shí)別，從而節(jié)省了大量的引線和邏輯電路。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20米以上，使其成為各類(lèi)應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最