【正文】 jjoquqmjjjvpqqkqmqykypoqjquoun。對于MSComm控件注冊，, ，把這三個文件拷貝到Windows的system目錄下。 溫濕度管理系統(tǒng)各功能模塊介紹整個管理系統(tǒng)的主題界面如下圖25所示。串口通信采用MSComm控件，實現(xiàn)管理系統(tǒng)與控制器的通信；數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲、備份、歷史記錄查看、刪除等功能；wfChart組件實現(xiàn)了利用曲線圖實時顯示當時采集的溫度變化趨勢。后臺數(shù)據(jù)庫使用Access2007，以保證數(shù)據(jù)的安全和執(zhí)行高效。該系統(tǒng)軟件的使用文檔及版本信息等?？梢燥@示歷史檢測的具體數(shù)據(jù)。用戶可以設(shè)置溫度的上下限，超過范圍，系統(tǒng)則會不斷地提醒用戶，有異常狀況發(fā)生，并能觸發(fā)終端的報警系統(tǒng)。同時能實時顯示當前為止的今天、24H內(nèi)、3天內(nèi)、一個月內(nèi)、三個月內(nèi)等特定期段最高溫度、最低溫度、以某個字段排序等分析。(3) 統(tǒng)計分析。(2) 數(shù)據(jù)維護模塊。采集數(shù)據(jù)的頻率可有用戶自己設(shè)定。溫濕度管理系統(tǒng)能模塊主要由系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)維護模塊、統(tǒng)計分析模塊、異常處理模塊和使用幫助模塊等五大模塊組成，軟件系統(tǒng)功能模塊框圖如圖24，各功能模塊具體說明如下：圖24溫濕度管理系統(tǒng)功能模塊框圖(1) 數(shù)據(jù)采集模塊。 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計模塊化的結(jié)構(gòu)是目前比較流行的軟件結(jié)構(gòu)，它具有易于調(diào)試和升級換代等優(yōu)點。一個完善的系統(tǒng)除了利用了現(xiàn)有的先進技術(shù)，進行正確的現(xiàn)場硬件按照施工外，還必須有一個穩(wěn)定的管理軟件，協(xié)調(diào)好現(xiàn)場的設(shè)備工作，進行數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)備份、歷史查詢、等管理，同時實現(xiàn)遠程通信的管理。知道用戶對其進行控制和處理。 異常情況處理無線溫濕度傳輸系統(tǒng)傳輸傳感器采集的數(shù)據(jù)，其中主要目的之一就是為了檢測數(shù)據(jù)的異常性，比如溫度過高，濕度對比度過大等。 DS18B20寫時序DS18B20的寫時序分為寫0時序和寫1時序兩個過程。 DS18B20讀時序微處理器將總線拉低，讀時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DS18B20能夠接管總線，輸出有效數(shù)據(jù)。單線總線由5K 上拉電阻拉到高電平。圖23 DS18B20軟件操作流程 DS18B20初始化檢測總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和DS18B20的任何通訊都要從初始化開始，初始化序列包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后由從機發(fā)出的存在脈沖。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。DS18B20用嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。配置字的內(nèi)容保持不變。如果uPclock(pin3)被使能，電流消耗將增加，并且取決于負載電容和頻率。 Standby模式Standby模式在保持電流消耗最小的同時保證最短的到ShockBurstRX，ShockBurstTX的啟動時間，當進入這種模式時，一部分晶體振蕩器是活動的。 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。 當正在接收一個數(shù)據(jù)包時，TRX_CE或TX_EN引腳的狀態(tài)發(fā)生改變，nRF905立即把其工作模式改變，數(shù)據(jù)包則丟失。 圖21 nRF905發(fā)射數(shù)據(jù)流程 nRF905的數(shù)據(jù)接收當系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)時，其接收數(shù)據(jù)流程圖如圖22所示。注意：ShockBurstTM工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)據(jù)的過程開始，無論TRX_EN和TX_EN引腳是高或低，發(fā)送過程都會被處理完。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)時的工作流程如圖21所示。nRF905工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP的設(shè)置來設(shè)定?；顒幽Ｊ接蠸hockBurst RX模式、ShockBurst TX模式兩種。 nRF905與單片機通信nRF905與單片機通信主要是通過模擬SPI接口進行，其通信主要任務(wù)是發(fā)射接收數(shù)據(jù)。 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，就會產(chǎn)生中斷請求，串口中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送而設(shè)置的。這時定時器中的TL1作為計數(shù)，TH1作為自動重裝值，這個定時模式下，定時器溢出后，TH1的值會自動裝載到TL1，再次開始計數(shù)。在模式1，SMOD為0的情況下，波特率取決于定時器的溢出速率。 串口通信波特率選擇波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。串口模式1是傳輸10個位的，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。PCON其他位為掉電方式控制位。 PCON特殊功能寄存器PCON與串口通信有關(guān)的只有D7位SMOD，該位為波特率倍增位，當SMOD=1時，串行口波特率增加一倍，當SMOD=0時，串行口波特率為設(shè)定值。TI發(fā)送中斷標識位。TB8為發(fā)送數(shù)據(jù)第8位。REM為允許接收位，REM置1時串口允許接收。本系統(tǒng)中采用最常用的模式1，SCON=01010000。（LSB）SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1為串行口工作模式設(shè)置位，這兩位可以對應(yīng)進行四種模式的設(shè)置，如下表6。它的各個位的具體定義如表5 ：表5串行口控制寄存器SCON（MSB） SCON串行口控制寄存器SCON的尋址地址是98H，是一個可以位尋址的寄存器，作用就是監(jiān)視和控制51芯片串行口的工作狀態(tài)。SBUF包含了兩個獨立的寄存器，一個是發(fā)送寄存，另一個是接收寄存器，它們都共同使用同一個尋址地址－99H。首先是管理系統(tǒng)MSComm串口通信控件設(shè)置，確定是否打開串口；然后是對單片機進行設(shè)置，采用定時器模式2，串口工作模式1，利用定時器1設(shè)置波特率，串口中斷設(shè)置；打開定時器1開中斷，若SBUF接收到字符串，則進入串口中斷，若RI=1，則接收數(shù)據(jù)，然后由軟件設(shè)置RI=0；如果數(shù)據(jù)是由主機發(fā)來的，則傳給單片機，交由nRF905發(fā)射給終端，否則是由單片機將數(shù)據(jù)傳輸給管理系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時，都會用到數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF。 圖19 無線溫濕度傳輸系統(tǒng)工作流程圖 單片機串口通信單片機串口通訊可以實現(xiàn)將單片機的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C端，也能實現(xiàn)計算機對單片機的控制。1. 由PC機上溫濕度管理系統(tǒng)發(fā)布采集數(shù)據(jù)指令，通過串口通信RS232將數(shù)據(jù)傳至節(jié)點；2. 節(jié)點正確接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過nRF905無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)以一定格式發(fā)射；3. 數(shù)據(jù)采集終端檢測載波，檢測到數(shù)據(jù)并正確接收數(shù)據(jù)指令；4. 數(shù)據(jù)終端通過傳感器采集數(shù)據(jù)，并由單片機對數(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nRF905無線發(fā)射模塊將數(shù)據(jù)以一定格式發(fā)射；6. 節(jié)點檢測載波，檢測到數(shù)據(jù)并正確接收數(shù)據(jù)；7. 通過串口通信RS232將數(shù)據(jù)傳至溫濕度管理系統(tǒng)；8. 如果檢測數(shù)據(jù)正常，則系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)并對其進行相應(yīng)的處理，然后返回值第一步驟；9. 如果檢測數(shù)據(jù)不正常（比如溫度過高），則系統(tǒng)發(fā)布警報，并將警報信息發(fā)送至終端；10. 處理異常情況，解除警報，然后返回第一步。其原理圖如圖18所示。其中，單片機工作電壓是5V，MAX232提供電壓時5V。5％RH。當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為零。主機發(fā)送開始信號結(jié)束后,延時等待2040us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號,主機發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高?？偩€空閑狀態(tài)為高電平,主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng),主機把總線拉低，必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測到起始信號。具體格式如下： 數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式，其與單片機連接原理如如圖16。 圖15 DHT11引腳圖及實物圖 DHT11構(gòu)成及其工作原理傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接用戶MCU發(fā)送一次開始信號后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機開始信號結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號采集，用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù)。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。 DHT11傳感器 DHT11溫濕度傳感器概述DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。然后可以讀留在計數(shù)器內(nèi)的值。DS18B20以的增量值，在至的范圍內(nèi)測量溫度。通過改變溫度每升高一度，計數(shù)器必須經(jīng)歷的計數(shù)個數(shù)來實行補償，因此，為了獲得所需的分辨率，計數(shù)器的數(shù)值以及給定溫度處每一攝氏度的計數(shù)個數(shù)二者必須都知道。如果門開通時間仍未結(jié)束，那么此過程再次重復(fù)。為了對遵循拋物線規(guī)律的振蕩器溫度特性進行補償。 圖14 DS18B20兩種寄生電源路 傳感器溫度測量DS18B20通過門開通期間內(nèi)低溫度系數(shù)振蕩器經(jīng)歷的時鐘個數(shù)技術(shù)來測量溫度，而門開通過期有高溫度系數(shù)的振蕩器軍頂，計數(shù)器予置對應(yīng)于的基數(shù)，如果在門開通結(jié)束前計數(shù)器達到零，那么溫度寄存器將增量，指示溫度高于。這種方法的優(yōu)點就是在DQ線上不要求強拉。當使用寄生電源方式時，VDD引腳必須連接到地。第一種方法是發(fā)生溫度變換時，在DQ線上提供一強的上拉。因為DS18B20在同一條DQ線上而且企圖同時變換，則這一問題變得特別尖銳。只要符合制定的定時和電壓要求，DQ將提供足夠的功率。 溫度傳感器寄生電源圖14中顯示寄生電源路。如果在單線上有許多器件，那么可以挑出一個特定的器件，并給總線上的主機指示存在多少淺見及其類型。在單線接口情況下，在ROM操作未定建立之前不能使用存儲器和控制操作，主機必須首先提供五種ROM操作命令之一：Read ROM、Match ROM、Search ROM、Skip ROM、Alarm Search。圖13中所示的是DS18B20內(nèi)部方框圖。器件從單線的通信線取得其電源，在信號線為高電平的時間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號線為低電平的時間期內(nèi)斷開此電源，直到信號線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙荩╇娫礊橹埂Ｆ浞庋b圖如圖12,共有PR35和SOSI兩種封裝方式，本系統(tǒng)采用PR35封裝。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V~，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便?，F(xiàn)場溫度直接以“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。176。C，在10~+85176。圖11 ISP下載接口電路圖 DS18B20溫度傳感器 溫度傳感器概述溫度傳感器選擇新一代產(chǎn)品中性能最好的DS18B20，測量溫度范圍為 55176。本文使用的ISP下載器的引腳定義如圖11所示。（3）供電，15腳DNG、16腳VCC使用5V電壓供電。8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道由11114腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。（1）電荷泵電路由6腳和4只電容構(gòu)成。MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標準串口設(shè)計的接口電路,使用+5v單電源供電，其硬件原理圖如圖10。其中須保證MCU與nRF905模塊時序的一致, 并充分考慮nRF905模塊對時序的要求。2. SPI 接口工作時序 SPI讀寫時序原理圖如圖8圖9，nRF905與單片機模擬SPI接口通信，對nRF905進行讀、寫操作時, 通過CSN的由高到低的跳變來使能nRF905。 （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)長度由配置寄存器設(shè)置。 （2）RF配置寄存器：包含收發(fā)器的頻率，輸出功率等配置信息。其原理圖如圖7。 SPI 接口由5個內(nèi)部寄存器組成執(zhí)行寄存器的回讀模式來確認寄存器的內(nèi)容。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個寄存器組成。模擬SIP接口的工作方式可通過SPI指令進行設(shè)置。表4 nRF905和單片機連接方式Nrf905AT89S51狀態(tài)連接口AMP1^5DRP1^4CDP1^6模式接口PWR_UPP1^2TRX_CEP1^1TX_ENP1^0SPI接口CSNP3^4SCKP3^3MISOP1^7MOSIP3^2對于單片機，可以利用通用的I/O口模擬ISP接口進行通信。圖6 單片機硬件連接原理圖 單片機與nRF905通信單片機與nRF905高頻頭通信模塊是本系統(tǒng)中硬件電路的核心元件，由單片機的I/O口分別控制nRF905模塊狀態(tài)連接口（AM、DR、CD）、模式接口（PWR_UP、TRX_CE、TX_EN）、和SPI接口（CSN、SCK、MIOS、MOSI）。 表3 nRF905高頻頭管腳說明圖管腳名稱管腳功能說明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明6CD數(shù)字輸出載波檢測 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