【正文】 溫濕度管理系統(tǒng)各功能模塊介紹 整個(gè)管理系統(tǒng)的主題界面如下圖 25 所示。可以顯示歷史檢測(cè)的具體數(shù)據(jù)。 (2) 數(shù)據(jù)維護(hù)模塊。一個(gè)完善的系統(tǒng)除了利用了現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行正確的現(xiàn)場(chǎng)硬件按照施工外，還必須有一個(gè)穩(wěn)定的管理軟件，協(xié)調(diào)好現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)備份、歷史查詢、等管理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信的管理。 DS18B20 讀時(shí)序 微處理器將總線拉低，讀時(shí)隙起始于微處理器將總線拉低至少 1us，拉低總線后接著釋放總線，讓從機(jī) DS18B20 能夠接管總線，輸出有效數(shù)據(jù)。 DS18B20用 嚴(yán)格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 T X _ E N = 0P W R _ U P = 1T R X _ C E = 1接 收 部 分 上 電接 收 部 分 檢 測(cè) 檢 波 置 C D 為 高A D D R 正 確 ？A M 置 為 高接 收 數(shù) 據(jù)C R C 正 確 ？Ａ Ｍ 置 低D R 置 為 高T R X _ C E = 1進(jìn) 入 空 閑 狀 態(tài)單 片 機(jī) 從 Ｓ Ｐ Ｉ 接 收 數(shù) 據(jù)D R 和 A M 置 低YNNYNYYN 圖 22 nRF905 接收數(shù)據(jù)流程 24 掉電模式 在掉電模式中， nRF905 被禁止，電流消耗量最小，典型值低于 。 表 7 RF905 工作模式 WR_UP TRX_CE TX_EN 工作模式 0 X X 掉電和 SPI 編程 1 0 X Standby 和 SPI 編程 1 1 0 ShockBurst RX 1 1 1 ShockBurst TX nRF905 的數(shù)據(jù)發(fā)送 發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的工作流程如 圖 21 所示。 IE 中斷允許控制寄存器 在每接收或發(fā) 送 SBUF 寄存器的內(nèi)容時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，串口中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置的。 串口模式 1 是傳輸 10 個(gè)位的， 1 位起始位為 0,8 位數(shù)據(jù)位，低位在先， 1 位停止位為 1。 TB8 為 發(fā)送數(shù)據(jù) 第 8 位。 CPU 在讀 SBUF 時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。 下面對(duì)其中每一步驟做的軟件設(shè)計(jì)做詳細(xì) 的分析。則其溫度測(cè)量精度為 C?2? ，濕度測(cè)量精度為177。 圖 16 DHT11 和 MCU 連接原理圖 DATA 用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊 時(shí)間 4ms 左右 ,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit，高位先出。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。通過此計(jì)算，在 DS18B20 內(nèi)部完成以提供 C? 的分辨率，溫度讀數(shù)以16 位、符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供?？偩€上主機(jī)不需向上連接便在溫度變換期間是線保持高電平。為了使 DS18B20 能完成準(zhǔn)確的溫度變換，當(dāng)溫度變化發(fā)生時(shí)， DQ 線上必須提供足夠的功率。 6 4 位 激 光 R O M單 線 接 口D QV C CG N D存 儲(chǔ) 器控 制 操 作高 速 緩 沖 區(qū)8 b i t C R C生 成高 溫 觸 發(fā) 器溫 度 傳 感 器低 溫 觸 發(fā) 器 圖 13 DS18B20 原理結(jié)構(gòu)圖 與 DS18B20 的通信經(jīng)過一個(gè)單線接口。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。如果用編程器燒寫單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器，每修改一次程序就要拔下芯片編程后在插入系統(tǒng)中運(yùn)行，這樣不但麻煩，而且很容易對(duì)芯片和電路板造成損傷。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 （ 5）接收有效數(shù)據(jù)：寄存器包含接收到的有效 ShockBurst數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度由配置寄存器設(shè)置在寄存器中 的有效數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒 DR 指示。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。 單片機(jī)外圍電路首先由復(fù)位電路、晶振電路，使能信號(hào)置高構(gòu)成最小系統(tǒng)，保證其正常運(yùn)行，在 P0 口處，加上了 10K 的上拉電阻，并從 P0 口外接部分開關(guān)和發(fā)光二極管， nRF905 高頻頭的引腳與單片機(jī)相連，串口連接 MAX232 最終連接到主機(jī)串口， 連接溫度傳感器 dq 引腳，其具體的連接方式如圖 6 所示。通過采用內(nèi)部曼切斯特編解碼，微控制器不需要制定編碼解碼規(guī)則?；蛘咄ㄟ^ RF 扼流圈，或者通過天線雙極的中心點(diǎn)。 nRF905 由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。 5. 控制子系統(tǒng)功能。主要完成通過串口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與 RF 控制器之間的通信；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理、分析；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄；數(shù)據(jù)備份打??；控制子系統(tǒng)等功能。系統(tǒng)主要由無線溫濕度傳輸系統(tǒng)和溫濕度采集 管理系統(tǒng)兩部分組成。 3. 根據(jù)溫濕度采集管理的控制要求設(shè)計(jì)溫濕度采集管理系統(tǒng)。 表 1 各種通信方式比較 數(shù)據(jù)采集方式 通訊距離 通信載體 消費(fèi) 優(yōu)缺點(diǎn) 人工采集 人工消費(fèi) 無實(shí)時(shí)性、有誤差 RS232 有線 020M 總線 布線費(fèi)用 傳輸距離小 RS485 有線 01000M 總線 布線費(fèi)用 布線麻煩 無線微波電臺(tái) 01000M 微波 占用頻帶費(fèi)用 氣候地形影響通信 無線 GPRS 不限 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)流量計(jì)費(fèi) 時(shí)延 無線 GSM 不限 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)流量計(jì)費(fèi) 時(shí)延、距離不限 氣象短信 不限 網(wǎng)絡(luò) 短信計(jì)費(fèi)（較高） 時(shí)延、費(fèi)用高 無線射頻 03000M不同芯片決定 電磁波 免費(fèi) 受外在因素影響，可改善 RFID 技術(shù)本身的完善 及其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使得 RF 射頻 傳輸 技術(shù) 在我國 擁有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場(chǎng)潛力。 RF905 系列射頻無線傳輸涉及天線技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電子波傳播技術(shù)等，廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)傳輸、警報(bào)與安全系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、汽車、遙感探測(cè)等領(lǐng)域。在本校實(shí)驗(yàn)樓的走廊里，全部安裝了煙霧傳感器，當(dāng)煙霧達(dá)到一定濃度時(shí)（即發(fā)生火災(zāi)等情況），各節(jié)點(diǎn)會(huì)同時(shí)噴出水來解決異常情況。 目 錄 摘要 ...................................................................................................................... 1 第 1 章 緒論 ....................................................................................................... 1 系統(tǒng)開發(fā)背景 ......................................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)目的和意義 .............................................................................. 2 課題研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................... 2 第 2 章 無線溫濕度采集管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ...................................................... 3 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ..................................................................................... 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能 ..................................................................................... 4 第 3 章 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .............................................................. 4 nRF905 高頻頭通信模塊 ......................................................................... 5 nRF905 概述 ............................................................................... 5 nRF905 無線模塊硬件結(jié)構(gòu) ......................................................... 5 nRF905 天線 ............................................................................... 6 nRF905 頻率調(diào)制 ........................................................................ 6 nRF905 輸出頻率 ........................................................................ 6 高頻頭輸出接口電路 .................................................................. 7 AT89S52 單片機(jī) ...................................................................................... 8 單片機(jī)與 nRF905通信 ............................................................... 9 單片機(jī)與主機(jī)通信 .....................................................................11 單片機(jī)程序下載模塊 .................................................................12 DS18B20 溫度傳感器 ............................................................................ 12 溫度傳感器概述 .........................................................................12 溫度傳感器構(gòu)成及原理 .............................................................12 溫度傳感器寄生電源 .................................................................13 傳感器溫度測(cè)量 .........................................................................14 DHT11 傳感器 ....................................................................................... 14 DHT11溫濕度傳感器概述 .........................................................14 DHT11構(gòu)成及其工作原理 .........................................................15 測(cè)量分辨率 ................................................................................16 系統(tǒng)電源模塊 ....................................................................................... 16 第 4 章 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)軟件 (下位機(jī) )設(shè)計(jì) .............................................. 16 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) ..................................................... 17 單片機(jī)串口通信 .............