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無線溫度濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-wenkub.com

2024-11-30 09:56 本頁面
   

【正文】 int tsheding=28。//溫度正負(fù)標(biāo)志 uint tem0,tem1。 uchar data disdata1[6]。 sbit WBJ=P2^6。 sbit ST=P0^0。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 31 參考文獻(xiàn) 1 袁易君 .無線溫度、濕度監(jiān)測儀研究 [J]. 現(xiàn)代企業(yè)文化, 2021, (35): 10. 2 , , . Improved Tree Routing Protocol for ZigBee Network. International Journal of Computer Science and Network Security, 2021: 15. 3 張翠榮 .淺談我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].綠色科技,2021(7): 15. 4 高智富 .溫室環(huán)境控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].中國市場 .2021(35):106108 5 王杰 .基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)溫濕度采集監(jiān)測系統(tǒng) [J].軟件, 2021(17): 4244 . 6 M. Hawfke, and H. 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Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2021, 40 (5): 178181. 20 呂西午,劉開華,趙巖.基于 Zigbee 的無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].計算機(jī)工程, 2021, 36(5): 243244. 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 33 附錄 A 程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit DQ=P2^7。馮老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段,從設(shè)計草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計,原理圖設(shè)計,程序流程圖設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 從系 統(tǒng)測量的溫度值來看,整個系統(tǒng)達(dá)到了初期預(yù)想的效果,測量精度也達(dá)到要求 。若測定值超過設(shè)定值,則蜂鳴器會發(fā)出 “滴滴 ”聲音報警,并實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制板對參數(shù)進(jìn)行控制。本課題的設(shè)計使用靈活、方便,功能強(qiáng)、精度高,既可完成高精度的溫濕度標(biāo)準(zhǔn)表的功能,又能方便地應(yīng)用于檔案館環(huán)境空間布點(diǎn)的溫濕度測量。 接受模塊程序流程圖如圖 48 所示。 開 始外 部 中 斷 引 腳 復(fù) 位P 0 . 0 = 1外 部 中 斷 1外 部 中 斷 0T s h e d i n g + 1YP 0 . 1 = 1T s h e d i n g 1YN結(jié) 束P 0 . 0 = 1H s h e d i n g + 1YP 0 . 1 = 1H s h e d i n g 1YNNN 圖 46 按鍵程序流程圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 26 無線收發(fā)模塊程序設(shè)計 首先檢測過程中判斷蜂鳴器是否響起,即 口或 口 若 輸出為高電平, 則啟動 NRF24L01 的發(fā)送模式,向上位機(jī)部分的接收模塊發(fā)送溫度或濕度 數(shù)據(jù) 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 24 開 始關(guān) 閉 T0 , 讀 T1結(jié) 束計 時 滿 50ms開 啟 T 0 , T 1計 算 頻 率YN 圖 44 濕度測量 顯示子程序設(shè)計 顯示子程序包括 1602 的初始化,以及對溫度和濕度值的顯示。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量,用 16 位符號擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供,以 ℃ /LSB 形式表達(dá),其中 S 為符號位 。 開 始初 始 化掃 描 鍵 盤測 量 溫 濕 度顯 示 溫 濕 度結(jié) 束報 警 檢 測發(fā) 送 數(shù) 據(jù)是否 圖 41 主程序流程圖 溫度模塊程序設(shè)計 溫度模塊主要包括 DS18B20 的初始化以及與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)處理, DS18B20 的所有操作均從初始化開始, 初始化過程如圖 43 所示。 主控電路采用以 STC89C52 為核心的單片機(jī)電路,溫度傳感器采用數(shù)字型溫度傳感器 DS18B20,直接與單片機(jī)的 口相連;濕度傳感器為電容性傳感器,通過與 555 振蕩電路相結(jié)合得出頻率信號輸入到單片機(jī)內(nèi),由軟件部分進(jìn)行處理得到濕度值。若此時自動應(yīng)答開啟,接收方則同時進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號。如果收到應(yīng)答 ,則認(rèn)為此次通信成功, TX_DS 置高,同時 TX_PLD 從 TX FIFO 中清除;若未收到應(yīng)答,則自動重新發(fā)射該數(shù)據(jù) (自動重發(fā)已開啟 ),若重發(fā)次數(shù)哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 21 (ARC)達(dá)到上限, MAX_RT 置高, TX FIFO 中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā); MAX_RT 或 TX_DS 置高時,使 IRQ 變低,產(chǎn)生中斷,通知MCU。報警電路使用蜂鳴器聲音報警,電路連接圖如圖 39 所示。 本設(shè)計采用蜂鳴音報警電路。 表 35 1602 引腳功能表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 Data 1/0 2 VDD 電源正極 10 D3 Data 1/0 3 VL 液晶顯示偏壓信號 11 D4 Data 1/0 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇( H/L) 12 D5 Data 1/0 5 R/W 讀 /寫選擇端( H/L) 13 D6 Data 1/0 6 E 使能信號 14 D7 Data 1/0 7 D0 Data 1/0 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data 1/0 16 BLK 背光源負(fù)極 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 19 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器( CGROM)已經(jīng)存儲了不同的點(diǎn)陣字符圖形,這些字符有,阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等,每一個字符都有一個固定的代碼,其中數(shù)字與字母同ASCII 碼兼容。 LCD1602 液晶顯示 1602 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧、位數(shù)多、程序簡單的諸多優(yōu)點(diǎn),頗受歡迎 [16]??諝鉂穸韧ㄟ^ 555 測量電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之呈反比的頻率信號,典哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 18 型頻率濕度關(guān)系如表 33 所示(參考點(diǎn): 25℃ ,相對濕度: 55%,輸出頻率: 6660Hz) [15]。 當(dāng)電源接通時,由于 6 和 2 端的輸入為 “0”,則定時器 3 腳輸出為 “1”;又由于 XC 兩端電壓為 0,故 CCV 通過 R4 和 R5 對 XC 充電,當(dāng) XC 兩端電壓達(dá)到 3/2 CCV 時,定時電路翻轉(zhuǎn),輸出變?yōu)?“0”.此時 555 定時器內(nèi)部的放電BJT 的基極電壓為 “1”,放電 BJT 導(dǎo)通,從而使電容 XC 通過 R3 和內(nèi)部放電BJT 進(jìn)行放電,當(dāng) XC 兩端電壓降低到 3/CCV 時,定時器又翻轉(zhuǎn),使輸出變?yōu)?“1”,內(nèi)部放電 BJT 截止, CCV 又開始通過 R4 和 R5 對 XC 充電,如此周而復(fù)始,形成振蕩 [14]。其工作電壓范圍為: ≤ CCV ≤16V 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué) 士學(xué)位論文 16 圖 36 DS18B20 與單片機(jī)接口電路 濕度采集電路設(shè)計 HS1100/HS1101 電容傳感器,在電路構(gòu)成中等效于一個電容器件,其電容量隨著所測空氣濕度的增大而增大。另一種是寄生電源供電方式,單片機(jī)端口接單線總線。 配置寄存器:該字節(jié)各位的意義如表 32所示。光刻 ROM 的作用是使每一個 DS18B20 都各不相同,這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20 的目的。其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值,只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程,直至溫度寄存器值達(dá)到被測溫度值。低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小,用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 1,高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變,所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù) 器 2的脈沖輸入,圖中還隱含著計數(shù)門,當(dāng)計數(shù)門打開時, DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù),進(jìn)而完成溫度測量。 復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài),并從這個狀態(tài)開始工作,例如復(fù)位后 PC=0000H,使單片機(jī)從第一個單元取指令。 ALE/PROG(Pin30):地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29):外部存儲器讀選通信號 EA/VPP(Pin31):程序存儲器的內(nèi)外部選通,接低電平從外部程序存儲器讀指令,如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。單片機(jī)最小系統(tǒng)是在以 AT89S52 單片機(jī)為 基礎(chǔ)上擴(kuò)展,使其能更方便地運(yùn)用于測試系統(tǒng)中,不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn),而且可以大幅度提高被測試的技術(shù)指標(biāo),從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 表 23 NRF24L01 四種工作模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX FIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停在發(fā)送模式,直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式 2 1 0 1 TX FIFO 為空 待機(jī)模式 1 1 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 本章小結(jié) 本章首先是介紹了總體方案的設(shè)計,包括系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能,系統(tǒng)要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和系統(tǒng)的組成框圖,系統(tǒng)的組成框圖中明確的注明了系統(tǒng)各部分使用的傳感器和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能所需的模塊。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊 ,并融合了增強(qiáng)型 ShockBurst 技術(shù),其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。 (1) 全互換性在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正 (2) 長時間飽和下快速脫濕 (3) 可以自動化焊接,包括波峰焊或水浸 (4) 高可靠 性與長時間穩(wěn)定性 (5) 專利的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu) (6) 可用于線性電壓或頻率輸出回路 (7) 快速反應(yīng)時間 相對濕度在 0%~ 100%RH 范圍內(nèi);電容量由 162pF 變到 200pF,其誤差不大于 2%RH;響應(yīng)時間小于 5s;溫度系統(tǒng)為 ℃ 。DS18B20 芯片封裝結(jié)構(gòu)如圖 23 所示。 DS18B20 相對于其他溫度傳感器有以下幾方面特征。由于 DS18B20 是單總線器件,測溫時無需任何外部元件,因此,與模擬傳感器相比,可以大大減少接線的數(shù)量,降低系統(tǒng)的復(fù)雜度,減少工程的施工量。 單片機(jī)實(shí)物圖如圖 21 所示。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能: 8k 字節(jié) Flash,
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