【正文】 計 27 系統(tǒng)開發(fā)及運行環(huán)境 27 系統(tǒng)管理方法 27 溫濕度管理系統(tǒng)各功能模塊介紹 27 MSComm控件注冊模塊 28 數(shù)據(jù)采集模塊 29 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊 31 歷史記錄模塊 34 異常處理模塊 35 幫助模塊 35 “溫濕度采集管理系統(tǒng)”管理軟件的特點 36第6章 結(jié)論 36 系統(tǒng)特點 37 需要進一步完善的工作 37 無線RF傳輸技術(shù)應(yīng)用前景 37參考文獻 37致謝 39附錄一 41（1） 數(shù)據(jù)采集傳輸代碼 41（2） nRF905程序 43（3） DS18B20程序 44（4） DHT11 程序 45（5） 主程序 46附錄二 實物圖 48基于單片機的溫濕度采集管理系統(tǒng)***南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院 電子工程系，南京 210044摘要：本課題提出并設(shè)計基于AT89S52單片機的nRF905無線傳輸溫濕度采集管理系統(tǒng)。在本校實驗樓的走廊里，全部安裝了煙霧傳感器，當(dāng)煙霧達到一定濃度時（即發(fā)生火災(zāi)等情況），各節(jié)點會同時噴出水來解決異常情況。RFID技術(shù)在國外迅速發(fā)展。還包括人工采集方式。研究的內(nèi)容如下：1. 設(shè)計溫濕度管理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)?？梢詫崿F(xiàn)數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)刪除、保存數(shù)據(jù)和報表打印等；對終端進行時時記錄、監(jiān)測，然后通過統(tǒng)計曲線圖將數(shù)據(jù)趨勢時時顯示出來；實時分析特定期段的最高溫度、最低溫度等；數(shù)據(jù)異常處理等功能。1. 計算機管理功能。4. 應(yīng)急預(yù)警功能。同時也用來作為用戶發(fā)布相關(guān)控制命令至各監(jiān)測點。圖4 nRF905單片射頻發(fā)射芯片硬件結(jié)構(gòu)圖 nRF905天線ANT1和ANT2輸出腳給天線提供穩(wěn)定的RF輸出。數(shù)據(jù)在內(nèi)部進行曼切斯特編碼（TX）和曼切斯特解碼（RX）。若硬件上沒有SPI的單片機，可以用普通單片機IO口模擬SPI，不需要單片機SPI模塊介入，只需添加代碼模擬SPI時序即可。當(dāng)RF905處于空閑模式或關(guān)機模式時，SPI接口可以保持在工作狀態(tài)。 （3）發(fā)送地址：寄存器包含目標(biāo)器件地址字節(jié)長度由配置寄存器設(shè)置。MAX232內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括三個部分：電荷泵電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道、供電。圖10 MAX232電平轉(zhuǎn)換硬件原理圖 單片機程序下載模塊ATMEGA16單片機支持在線編程，因此只需將單片機的對應(yīng)引腳與ISP下載器相連即可完成單片機的在線編程。C。作為另一種可供選擇的方法DS18B20也可以用外部5V電源供電。當(dāng)DQ或VDD引腳為高電平，這個電路便“取”得電源。本系統(tǒng)向DS18B20供電的另一種方法是通過使用連接到VDD引腳的外部電源。傾斜累加器用于補償振蕩器溫度特性的非線性。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)。從模式下，DHT11接收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號，DHT11不會主動進行溫濕度采集。圖17 DTH11與單片機通信過程 測量分辨率DHT11的溫度濕度數(shù)據(jù)都是以8bit數(shù)據(jù)表示，其測量分辨率分別為 8bit（溫度）、8bit（濕度）。圖18 電壓轉(zhuǎn)換原理圖第4章 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)軟件(下位機)設(shè)計 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)軟件總體設(shè)計無線溫濕度傳輸系統(tǒng)的整個工作流程如圖19所示。圖20 單片機與主機串口通信流程圖 SBUF數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器。REM是由軟件置位或清零。本系統(tǒng)中，設(shè)置PCON=0X00。在這個定時模式2（TMOD=0x21）下定時器1溢出速率的計算公式如下： 溢出速率＝（計數(shù)速率）/(256－TH1)則波特率的計算公式為：本系統(tǒng)設(shè)定的波特率為9600，有上述公式，可以得到TH1=0XFD，則計數(shù)器的初值為TL1=0xFD。具體設(shè)置情況如表7。當(dāng)微處理器接到AM引腳的信號之后， 其就知道nRF905正在接收數(shù)據(jù)包，其可以決定是讓RF905繼續(xù)接收該數(shù)據(jù)包還是進入另一個工作模式。 DS18B20數(shù)據(jù)采集DS18B20在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對AT89S52單片機來說，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。探測到I/O 引腳上的上升沿后DS1820 等待15~60μs，然后發(fā)出存在脈沖（一個60~240μs 的低電平信號）。第5章 溫濕度采集管理系統(tǒng)的設(shè)計 數(shù)據(jù)管理中心(上位機)軟件系統(tǒng)的總體設(shè)計前面詳細(xì)敘述了無線溫濕度傳輸系統(tǒng)的總體設(shè)計，并給出了具體的硬件架構(gòu)和軟件設(shè)計。另外，該模塊還實現(xiàn)了手工添加數(shù)據(jù)的功能。(5) 歷史記錄模塊。整個系統(tǒng)是利用Delphi 7的Object Pascal 語言，在IDE集成開發(fā)環(huán)境下進行設(shè)計、運行和測試。其主要代碼如下： 圖26 MSComm控件注冊界面圖 RootKey := HKEY_CLASSES_ROOT。39。),windir,true)。 //執(zhí)行注冊命令 WinExec(39。 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊主要是用戶設(shè)定一定的頻率，將采集數(shù)據(jù)的指令通過串口RS232發(fā)送至MCU控制器，交由無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)返回值管理系統(tǒng)。2. PortOpen：設(shè)定或返回通信口狀態(tài)。（2）MsComm控件的串口通信編程在Delphi環(huán)境下，新建一個工程，在這個工程的新窗體上進行用戶界面設(shè)計。9600,N,8,139。// 設(shè)置數(shù)據(jù)位 ComSetting:=ComSetting+39。 end； (2) 發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的功能是將命令數(shù)據(jù)按通信協(xié)議組成數(shù)據(jù)包發(fā)往單片機控制器。程序?qū)崿F(xiàn)如下: if =ComEvReceive then begin InputLen:=。wfChart具有以下特點：1. 支持多種樣式圖表，包括柱型圖、橫柱型圖、曲線圖、餅圖、點圖、區(qū)域圖。部分實現(xiàn)代碼如下：圖28 Wf_chart統(tǒng)計圖(color)。 //圖表寬度:=300。)。39。,39。 then (+39。這部分主要是正對數(shù)據(jù)庫的操作。 const Rect: TRect。 (Sender as TDbGrid).DefaultDrawColumnCell(Rect,DataCol,Column,State)。 := + 。begin If = then begin := false。+InputString+39。+InputString+39。begin if(ii=1) then begin :=false。圖30 系統(tǒng)幫助模塊單元 “溫濕度采集管理系統(tǒng)”管理軟件的特點(1) 系統(tǒng)采用ACCESSZ007數(shù)據(jù)庫。第6章 結(jié)論本課題提出并設(shè)計基于AT89S52單片機的nRF905無線傳輸溫濕度采集管理系統(tǒng)的方案。且一旦使用便永久免費，大大降低了消費。 無線RF傳輸技術(shù)應(yīng)用前景隨著無線技術(shù)的不斷發(fā)展，其RF傳輸距離不斷增大，傳輸?shù)目煽啃砸苍絹碓綇姟? 同時我還要感謝陳蘇婷導(dǎo)師，在技術(shù)上、資金上給予了很大的幫助，對于我畢業(yè)設(shè)計中出現(xiàn)的問題給予了指導(dǎo)，并且提供了實驗平臺，在我最困難的時候主動關(guān)心我，使我畢業(yè)設(shè)計順利完成。unsigned char buf[10]。//receive uart dataunsigned char delayf。sbit flag =DATA_BUF^7。unsigned char U8data。unsigned char data RxBuf[32]。 temperature and Humidity management。參考文獻[1] 趙蘭濤 蘇彥華 《Delphi串口通信技術(shù)與工程實踐》 人民郵電出版社，[2] 徐愛鈞 彭秀華 《Keil Cx51 》[3] 蔡純潔.《PIC全系列單片機原理與開發(fā)》.. [4] nRF905無線收發(fā)模塊開發(fā)指南（）杭州飛拓電子科技有限公司 [5] 武峰 陳新建 盛春花. 《PIC系列單片機開發(fā)應(yīng)用實戰(zhàn)》. . [6] 周曉光 王曉華 王偉《射頻識別 (RFID) 系統(tǒng)設(shè)計、仿真與應(yīng)用》人民郵電出版社 2008[7] 董麗華《RFID技術(shù)與應(yīng)用》北京電子工業(yè)出版社 2008.[8] 席一凡 《Delphi程序設(shè)計》.[9] 葉洪帥 《基于GSM的遠程水情采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心的設(shè)計》.[碩士論文].內(nèi)蒙古大學(xué)理學(xué)[10] Drew Gislason. ZigBee Wireless Networking [ M ] . Newnes Publications ,2008.[11] 周麗娜. Protel 99 SE 電路設(shè)計技術(shù)(基礎(chǔ)、案例篇) [M] . 北京:中國鐵道出版社,2009.[12] 陶紅艷,余成波. 傳感器與現(xiàn)代檢測技術(shù)[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,2009.[13 ] Proakis J G, SalehiM. Communication systems engineering[M ]. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2001.[14 ] [15 ] 8bit Microcontroller with 8K Bytes InSystem Programmable Flash AT89S52 用戶手冊[16 ] Single chip 433/868/915 MHz Transceiver Q5). Nordic.[17 ] [18 ] 致謝在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師王新蕾老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，外文翻譯，從寫作提綱，到寫作、修改，到論文定稿，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘。3. 在功耗方面，可以采用msp430系列的低功耗單片機作為控制器，這樣會使終端工作更長久，工作更穩(wěn)定。其實物圖見附件二。(3) 功能強大，操作方便。 end。 end。// end。 t1:=strtoint(InputString)。 end。 const Rect: TRect。begin if ( mod 2)=1 then begin with (Sender as TDbGrid).Canvas do begin :=$00FFFFC1。 。:=[39。 在使用此控件之前，要對其進行安裝，點擊安裝組件，便會彈出如圖29的窗口，點擊確定表示已成功安裝，然后就可以使用此控件。 //設(shè)置圖片色度(色調(diào))(參數(shù)值在180和180之間，參考Photoshop)(0)。//設(shè)置圖表圖例類型和圖例名稱:=1。8493D039。 //圖表橫軸的說明(如果ViewAxis為false，則該屬性無效):=39。坐標(biāo)顯示值代表某時刻的溫度39。5. 采用了標(biāo)準(zhǔn)的Com組件方式，只需服務(wù)器端注冊即可。 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析模塊數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析包括利用統(tǒng)計圖實時顯示當(dāng)前溫度變化趨勢，統(tǒng)計到目前為止特定期間段的最低溫度、最高溫度、平均溫度等。 Exit。 :=True。+。整個通信程序主要由以下幾個部分組成:串口初始化、發(fā)送數(shù)據(jù)、串口事件處理。5. InputLen:設(shè)定串行端口讀入字符串的長度。使用它可以建立與串行端口的連接，通過串行端口連接到其它通信設(shè)備，發(fā)出命令，交換數(shù)據(jù)。39。)。\system32\39。 strcat(windir,39。 然后用Windows下的注冊工具regsvr32注冊該OCX控件。 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計主要數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)如表8：表 8數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)列名數(shù)據(jù)類型主鍵否功能描述ID數(shù)字是溫度編號Month數(shù)字否月Day數(shù)字 否日Hour數(shù)字否時Minute數(shù)字否分Temp數(shù)字否溫度humidity數(shù)字否濕度 系統(tǒng)開發(fā)及運行環(huán)境(1) 系統(tǒng)開發(fā)平臺：Delphi 7(2) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件：Access 2007(3) 運行平臺：Windows XP(4) 溫濕度管理系統(tǒng)使用Delphi 7開發(fā)，它是當(dāng)前最流行的可視化快速應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，對數(shù)據(jù)庫有強大的支持?？梢詫⒔K端進行時時記錄、監(jiān)測，然后通過統(tǒng)計圖將數(shù)據(jù)趨勢時時顯示出來。因此，溫濕度采集管理系統(tǒng)全部采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。 對于DS18B20寫0時序和寫1時序的要求不同，當(dāng)要寫0時序時，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時序時，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。DS18B2020傳感器的軟件操作流程及訪問協(xié)議如下如圖23所示。電流消耗取決于晶體振蕩頻率。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。nRF905一共有四種工作模式, 其中有兩種活動RX/TX模式和兩種節(jié)電模式。只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。 RI接收中斷標(biāo)識位。 　表6 串行口工作模式設(shè)置SM0SM1?！∈焦Α∧懿ㄌ芈?00同步移位寄存器fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32或fosc/641