【正文】 ，系統(tǒng)軟件各個(gè)模塊正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)能夠行的發(fā)送接收，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、工作功耗低。2. 對(duì)于nRF905無(wú)線射頻傳輸模塊，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行加密和解密，更好的確保數(shù)據(jù)的安全性。比如：控制家庭中整個(gè)電器設(shè)備，使其更好的安全工作，定時(shí)工作；控制某個(gè)廠房的某產(chǎn)品或機(jī)器的特定屬性；對(duì)于地下作業(yè)，可以更好的采集控制。感謝答辯的老師們！temperature and humidity acquisition and management system based on MCUWang Xinlei, Zhou Yuan, Li HangDepartment of Information Engineering ，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044ABSTRACT：This paper proposed and designed the collection and management system of temperature and hunmidity based on AT89S52 and the wireless transmission of nRF905. The system includes two parts of wireless data transmission system and the collection and management system of temperature and humidity. In the wireless data transmission system, the processor of MCU read the data of sensors collected, the wireless transmission of nRF905 module achieved the data of emitting and receiving, both municated mainly by simulation SPI interface. In the collection and management system of temperature and humidity, the system stored the data collected to the database, by the serial of RS232, achieving data management, backup, storage, query and the data analysis. The system was simulated and ran stably to reach the design aim. This design scheme was appropriate and efficient, thus it could be used in many areas. Key words: RF technology 。unsigned char data TxBuf[32]。unsigned char U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp。sbit flag1 =DATA_。unsigned char tf。}RFConfig。她們的這種無(wú)私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠(chéng)摯的謝意。在特定地區(qū)范圍內(nèi)，逐漸克服了氣候等因素的影響，其應(yīng)用的趨勢(shì)也越來(lái)越廣泛。 3. 本系統(tǒng)由于對(duì)溫濕度進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，無(wú)需人工的干預(yù)，節(jié)省勞動(dòng)力，并且有很好的預(yù)警作用，因此可以在很大程度控制某一地區(qū)的安全管理水平以及為這一地區(qū)的溫濕度數(shù)據(jù)分析提供了可靠的資料。系統(tǒng)下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用keil c ，實(shí)現(xiàn)了各節(jié)點(diǎn)之間的通信，數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)解決了軟件中通信模塊的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了在軟件中與PC機(jī)RS232串口相連的nRF905控制模塊中對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并將接收到的數(shù)據(jù)信息存放到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中以備查詢、存儲(chǔ)、管理等數(shù)據(jù)接收。ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)是比較流行的桌面數(shù)據(jù)庫(kù)，功能強(qiáng)大，便于掌握，方便地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，如SQLSevrer中。 ii:=0。度，偏低！39。度，偏高！39。 end。 := 。end。 DataCol: Integer。利用TDBgrid顯示歷史記錄，具體操作如下： SQLstr:=39。.jpg39。8000FF39。,39。 //設(shè)置圖表橫軸的刻度格式(2,39。 //圖表高度:=true。//設(shè)置組件的顏色主題 :=39。2. 可選擇的8大主題風(fēng)格，且主題可再配置。 InputString:=。程序?qū)崿F(xiàn)如下:if not then begin showmessage(39。,39。 ComSetting:=。建立好的用戶界面窗體如圖27所示。使用通信端口之前必須先將要使用的通信口打開(kāi)，而且在使用完之后，必須執(zhí)行相關(guān)的關(guān)閉操作。整個(gè)過(guò)程中，用到了異步串口通信，具體可以用MSComm控件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 /C regsvr32 /s39。 GetWindowsDirectory(WinDir,sizeof(WinDir))。),windir,true)。//指定根鍵為HKEY_CLASSES_ROOT //打開(kāi)主鍵Software if OpenKey( 39。 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?？梢燥@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(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 圖22 nRF905接收數(shù)據(jù)流程 掉電模式在掉電模式中，nRF905被禁止，電流消耗量最小。表7 RF905工作模式WR_UPTRX_CETX_EN工作模式 0XX掉電和SPI 編程 10XStandby 和SPI 編程 110ShockBurst RX 111ShockBurst 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。SBUF包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－99H。1. 由PC機(jī)上溫濕度管理系統(tǒng)發(fā)布采集數(shù)據(jù)指令，通過(guò)串口通信RS232將數(shù)據(jù)傳至節(jié)點(diǎn)；2. 節(jié)點(diǎn)正確接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過(guò)nRF905無(wú)線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)以一定格式發(fā)射；3. 數(shù)據(jù)采集終端檢測(cè)載波，檢測(cè)到數(shù)據(jù)并正確接收數(shù)據(jù)指令；4. 數(shù)據(jù)終端通過(guò)傳感器采集數(shù)據(jù)，并由單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)正確處理；5. 數(shù)據(jù)終端將處理好的數(shù)據(jù)通過(guò)nRF905無(wú)線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)以一定格式發(fā)射；6. 節(jié)點(diǎn)檢測(cè)載波，檢測(cè)到數(shù)據(jù)并正確接收數(shù)據(jù)；7. 通過(guò)串口通信RS232將數(shù)據(jù)傳至溫濕度管理系統(tǒng)；8. 如果檢測(cè)數(shù)據(jù)正常，則系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后返回值第一步驟；9. 如果檢測(cè)數(shù)據(jù)不正常（比如溫度過(guò)高），則系統(tǒng)發(fā)布警報(bào)，并將警報(bào)信息發(fā)送至終端；10. 處理異常情況，解除警報(bào)，然后返回第一步。當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展,現(xiàn)讀出為零。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式，其與單片機(jī)連接原理如如圖16。該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)改變溫度每升高一度，計(jì)數(shù)器必須經(jīng)歷的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)行補(bǔ)償，因此，為了獲得所需的分辨率，計(jì)數(shù)器的數(shù)值以及給定溫度處每一攝氏度的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)二者必須都知道。這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是在DQ線上不要求強(qiáng)拉。只要符合制定的定時(shí)和電壓要求，DQ將提供足夠的功率。圖13中所示的是DS18B20內(nèi)部方框圖?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。本文使用的ISP下載器的引腳定義如圖11所示。（1）電荷泵電路由6腳和4只電容構(gòu)成。 （4）發(fā)送有效數(shù)據(jù)：寄存器包含發(fā)送的有效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。1. SPI接口寄存器SPI接口由狀態(tài)寄存器、射頻配置寄存器、發(fā)送地址寄存器、發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器和接收數(shù)據(jù)寄存器5個(gè)寄存器組成。 表3 nRF905高頻頭管腳說(shuō)明圖管腳名稱管腳功能說(shuō)明1VCC電源電源+~ DC 2TX_EN數(shù)字輸入TX_EN= 1 TX 模式 TX_EN= 0 RX 模式 3TRX_CE數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射或接收 4PWR_UP數(shù)字輸入芯片上電 5uCLK時(shí)鐘輸出本模塊該腳廢棄不用，向后兼容 管腳名稱管腳功能說(shuō)明6CD數(shù)字輸出載波檢測(cè) 7AM數(shù)字輸出地址匹配 8DR數(shù)字輸出接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成 9MISOSPI 接口SPI 輸出 10MOSISPI 接口SPI 輸入 11SCKSPI 時(shí)鐘SPI 時(shí)鐘 12CSNSPI 使能SPI 使能 13GND地接地 14GND地接地 AT89S52單片機(jī)At89S52單片機(jī)有8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、1000次擦寫周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器、32個(gè)可編程I/O口線、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。就是說(shuō)，有效地符號(hào)連接速率為50kbps。這兩個(gè)腳必須連接到VDD_PA的直流通路。傳感器單片機(jī)nRF905無(wú)線收發(fā)收發(fā)天線外部時(shí)鐘圖3 數(shù)據(jù)采集終端(RTU)系統(tǒng)總體框圖 nRF905高頻頭通信模塊 nRF905概述nRF905是挪威Nordic公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片，32引腳QFN封裝（5mm5mm），工作于433/868/915MHz3個(gè)ISM頻道（可以免費(fèi)使用）。當(dāng)溫度濕度出現(xiàn)異常情況時(shí)，比如，發(fā)生某設(shè)備溫度過(guò)高、火災(zāi)等，則系統(tǒng)會(huì)向用戶發(fā)出預(yù)警，比如，鳴笛，燈光閃爍等。計(jì)算機(jī)管理是整個(gè)管理系統(tǒng)的核心，由計(jì)算機(jī)、溫濕度管理系統(tǒng)、通信線路等組成。第2章 無(wú)線溫濕度采集管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)基于AT89S52的溫濕度采集管理系統(tǒng)是集RF技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)采集溫濕度的管理系統(tǒng)。2. AT89S52與nRF905無(wú)線射頻模塊、計(jì)算機(jī)與AT89S52之間的串行通信。由于現(xiàn)有這種方式的通信方式已經(jīng)大規(guī)模投入使用，故本文采用RF射頻無(wú)線通信方式進(jìn)行通信，下表1是對(duì)各種數(shù)據(jù)通信方式進(jìn)行比較。RFID技術(shù)的發(fā)展是基于多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，它所涉及的關(guān)鍵技術(shù)有芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無(wú)線收發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)變換與編碼技術(shù)、電磁波傳播技術(shù)。這些所有的煙霧傳感器都是采用有線連接，對(duì)于難于布線、相對(duì)較偏區(qū)域，布局成本明顯提高。目 錄摘要 1第1章 緒論 1 系統(tǒng)開(kāi)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)線溫濕度傳輸系統(tǒng)軟件(下位機(jī))設(shè)計(jì) 16 無(wú)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 18 SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器 19 SCON串行口控制寄存器 19 PCON特殊功能寄存器 20 串口通信波特率選擇 20 IE中斷允許控制寄存器 21 nRF905與單片機(jī)通信 21 nRF905的數(shù)據(jù)發(fā)送 21 nRF905的數(shù)據(jù)接收 22 掉電模式 24 Standby模式 24 DS18B20數(shù)據(jù)采集 24 DS18B20初始化 24 DS18B20讀時(shí)序 25 DS18B20寫時(shí)序 25 異常情況處理 25第5章 溫濕度采集管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 數(shù)據(jù)管理中心(上位機(jī))軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 25 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 25 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)