【正文】 用措施解決由長線傳輸，多點測量切換及放大電路零點漂移等造成的誤差補償問題。 傳感器選擇方案一：采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測1攝氏度的信號是不適用的。而且此無線模塊與單片機是串口通信，實現(xiàn)簡單，易于調(diào)試。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、PLL合成、FSK調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換等功能，具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點。使用此芯片可以獨立實現(xiàn)無線射頻的收發(fā)，與其他器件構(gòu)成的系統(tǒng)外圍電路簡單、結(jié)構(gòu)簡單美觀，但內(nèi)部操作比較復(fù)雜，開發(fā)環(huán)境也比較昂貴，貼片式芯片更不容易進(jìn)行調(diào)試。另外STC89C52在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟。而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。而且在一些環(huán)境比較惡劣的場合，PC機的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，給工程帶來很多麻煩！方案二：此方案采用STC89C52八位單片機實現(xiàn)。但是PC機輸出信號不能直接與SHT10通信。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。接收到的多路溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過處理在手持終端的顯示屏上顯示，也可傳入PC機進(jìn)行更進(jìn)一步的分析處理。本系統(tǒng)可分為發(fā)射部分和接收部分，發(fā)射部分采集溫度信息，通過無線設(shè)備將數(shù)據(jù)信息傳到（接收部分）手持終端。因此具有很好的經(jīng)濟效益和實用性。本設(shè)計采用單片機作為數(shù)據(jù)處理與控制單元，使用了抗干擾能力較強的新型數(shù)字溫濕度傳感器SHT10組成核心測量網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多點溫度的測量，進(jìn)一步提高了測量儀器的性價比，并且使得的可視界面更為友好，人性化。DHT11溫濕度傳感器價格便宜，性能適中，是一款物美價廉，很有實用型的模塊化數(shù)字溫濕度傳感器。國外和國內(nèi)都研制了大量的各種環(huán)境參數(shù)測量傳感器，例如瑞士的SHTXX系列的溫濕度傳感器，DS18B20溫度傳感器，國內(nèi)有DHT11 溫濕度傳感器等。因此，這次畢業(yè)設(shè)計無論對于現(xiàn)在還將來都具有非常大的意義。通過開發(fā)設(shè)計，可以鍛煉和提高自己駕馭C語言的能力。是一勞多得的。因此，掌握單片機的相關(guān)知識是非常流行且實用的。用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如精密的測量設(shè)備（功率計，示波器，各種分析儀）。單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸以及運作控制和數(shù)據(jù)處理，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。同時，在糧庫測溫系統(tǒng)、冷庫測溫系統(tǒng)、智能化建筑控制系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)等多種系統(tǒng)中都需要多點溫度測量系統(tǒng)，并且需要對溫度值進(jìn)行集中處理，所以溫度采集控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究非常有實用性。因此，在這些特定環(huán)境下，安裝環(huán)境溫室環(huán)境記錄系統(tǒng)是非常有必要的。市面上大量的反季蔬菜就是通過大棚種植而來的，大棚中的溫濕度、光照強度以及二氧化碳濃度等都直接影響到作物的生長速度以及最終而對產(chǎn)量，對于溫室環(huán)境中的這幾項參數(shù)的檢測可以通過使用農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測儀對各參數(shù)的檢測，再通過相應(yīng)的方法進(jìn)行對各參數(shù)的調(diào)節(jié)，為植物生長創(chuàng)造最佳的環(huán)境。在我們的日常生活中許多場合都需要對環(huán)境的溫濕度進(jìn)行限定，如藥房，糧倉，溫室大棚等。wireless temperature and humidity recorderAbstract：has designed a wireless temperature and humidity recorder device, the device through the digital temperature and humidity sensor SHT10 collecting temperature, and then collected the data according to certain protocol sent by the wireless module, the receiver unpack received data to calculate the temperature and humidity,displaying on the LCD screen. The system39。接收部分以STC89C52為核心，將無線接收，液晶顯示結(jié)合起來，通過適當(dāng)?shù)能?、硬件抗干擾處理，設(shè)計出實用、小型的溫濕環(huán)境記錄儀。多參數(shù)無線溫濕環(huán)境記錄儀的設(shè)計 [摘要]設(shè)計一個多參數(shù)無線溫濕環(huán)境記錄儀，該裝置通過數(shù)字式溫濕度傳感器SHT11對環(huán)境溫度和濕度進(jìn)行采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議通過無線模塊發(fā)送出去，接收方接收到數(shù)據(jù)后解包，計算出溫度，并顯示在液晶屏上。系統(tǒng)發(fā)射部分以STC89C52單片機為內(nèi)核，包括溫度采集，無線發(fā)射，液晶顯示。 [關(guān)鍵詞] 溫濕度；無線；PTR2000；89c52；sht11；lcd12864。s transmitter to STC89C52 microcontroller core, including temperature collection, wireless transmitters, liquid crystal display. Receiving part to STC89C52 as the core, the wireless receiver, liquid crystal display bined with appropriate software and hardware antijamming processing,Design a practical, smallscale wireless multipoint temperature acquisition system.Key words ：temperature and humidity, wireless, PTR2000, 89c52, sht10,lcd12864.目錄1 前言 12 系統(tǒng)設(shè)計方案 2 2 方案論證 2 主控制器選擇 2 2 傳感器選擇 2 33 無線溫濕環(huán)境記錄儀系統(tǒng)硬件設(shè)計 3 4 4 5 6 7．1數(shù)字式傳感器SHT11的結(jié)構(gòu) 7 7 7 讀、寫操作時序 8 單片機與液晶模塊電路設(shè)計 94 系統(tǒng)軟件設(shè)計 10 軟件設(shè)計流程圖 10 10 無線通信軟件設(shè)計 115 系統(tǒng)測試及檢測設(shè)計 13 系統(tǒng)的性能測試 13 傳輸距離測試 146結(jié)術(shù)語 15附錄A： 17附錄B： 18附錄C： 19附錄D： 41附錄E： 421 前言隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，溫濕度測量控制系統(tǒng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及人們的日常生活中扮演著一個越來越重要的角色。大棚溫室種植已經(jīng)是現(xiàn)今的潮流，受到市場的歡迎。溫室環(huán)境記錄儀有多個檢測項目，最多可以檢測：溫度、濕度、光照強度、光合有效輻射、風(fēng)向風(fēng)速、雨量、CO2濃度、土壤溫度、土壤水分、土壤PH、土壤EC電導(dǎo)十一個檢測項目，而最少也能夠檢測：溫度、濕度、光照強度、CO2濃度這四個最常規(guī)的檢測項目?；谶@點，設(shè)計環(huán)境溫室環(huán)境記錄儀非常必要，該儀器測試精確，調(diào)試方便，可實時記錄報警信息，方便工作人員排故，并可廣泛應(yīng)用條件惡劣，人員不便進(jìn)入的場合。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計水平的提高，單片機還會不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。隨著單片機的性能越來越高，功能越來越強大。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。而開發(fā)這樣一款環(huán)境溫室環(huán)境記錄系統(tǒng)不僅貼近生活，具有非常強的實用性，而且鍛煉了自己的單片機開發(fā)能力，又熟練了自己對于單片機的知識。同時開發(fā)單片機系統(tǒng)所使用的C語言是當(dāng)下流行的編程語言，它具有模塊化的設(shè)計思想和現(xiàn)成的流程套路可以套用。這為今后C++ 的學(xué)習(xí)打下了實用基礎(chǔ)，也給我將來的發(fā)展起到非常重要的作用。當(dāng)前，環(huán)境參數(shù)測量在工業(yè)，農(nóng)業(yè)都得到了長足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。相比較：SHTXX系列單片機的尺寸更小，測量誤差也最小，但價格比較貴。隨著各種小型化，功能強大的測試芯片模塊相繼誕生，在眾多的溫度測量儀中以溫度無線采集與傳輸應(yīng)用最為廣泛，它具有傳輸距離遠(yuǎn)、價格低廉、體積小、安裝方便、可靠性強等優(yōu)點。由于SHT10的轉(zhuǎn)換精度高，可直接將溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，準(zhǔn)確性高，通信方便，傳輸距離較遠(yuǎn)且抗干擾力較強，與傳統(tǒng)的模擬信號溫度計組成的多點測溫系統(tǒng)相比電路簡單，集成度高，擴展性能好，抗干擾能力強，同時還有很高重復(fù)利用價值。2 系統(tǒng)設(shè)計方案無論是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，還是日常生活中，對溫度的檢測都是必不可少的，對于溫度的檢測通常是采用熱敏電阻再通過A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號，但由于信號的采集對整個系統(tǒng)的影響很大，如果采樣精度不高，會使這個系統(tǒng)準(zhǔn)確性下降，而本系統(tǒng)將采用新一代的技術(shù)實現(xiàn)此項任務(wù)。操作者可以在手持終端選擇測試點，也可按測試點的序號連續(xù)采集。 方案論證 主控制器選擇方案一：此方案采用PC機實現(xiàn)。且人機交互友好。需要通過RS232電平轉(zhuǎn)換兼容，硬件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡便。單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。既可以單獨對多SHT10控制工作，由一臺上位機（PC微型計算機），下位機（單片機）多點溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級分布式多點溫度測量的巡回檢測系統(tǒng),實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。方案一：采用專用的內(nèi)嵌處理器的無線射頻收發(fā)芯片nRF9E5是一款工作頻率為433／868／915MHz的射頻芯片，～，32腳QFN封裝(55mm)，發(fā)射功率為10dBm，接收靈敏度100dBm，特別適合采用電池供電，適用于無線鍵盤、無線電話、無線耳機、產(chǎn)業(yè)無線感測器、遙控器和無線警報器。方案二：采用單片機和無線收發(fā)模塊構(gòu)成本系統(tǒng)本方案采用常用的STC系列單片機，及由nRF401無線收發(fā)芯片構(gòu)成的無線模塊，nRF401是挪威Nordic公司最新推出的數(shù)傳頻段433MHz單片無線收發(fā)一體芯片。nRF401構(gòu)成的模塊的外圍元件很少，沒有調(diào)試部件，給研制和生產(chǎn)帶來了極大的方便。綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足具有簡單的硬件結(jié)構(gòu)，但其開發(fā)周期較長，費用較大，而且相關(guān)學(xué)習(xí)資料較少；而方案二為較為常用，技術(shù)更成熟，因此我們選擇方案二來作為本設(shè)計的控制核心。而且在溫度測量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590,必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計算機,這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器,，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。采用數(shù)字溫度芯片SHT10測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線形較好。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS1820和微控制器AT89C52構(gòu)成的溫度測量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號,可直接與計算機連接。采用溫濕度芯片SHT10測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個趨勢。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測量電路的精確度。本方案應(yīng)用這一溫度芯片，也是順應(yīng)這一趨勢。 從機框圖 主機框圖 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)的發(fā)射部分通過傳感器將多點溫度和濕度信息采集到單片機內(nèi)，然后在單片機內(nèi)按照一定的協(xié)議和檢錯機制構(gòu)成幀，通過無線模塊發(fā)射出去。如果沒有誤碼，提取出數(shù)據(jù)位，計算出溫、濕度值，并顯示在液晶顯示屏上。上位機系統(tǒng)通過單片機STC89C52來實現(xiàn)，主要包括單片機與兩從機的溫度傳感器的通信，單片機對無線收發(fā)模塊的控制，單片機對液晶屏以及按鍵控制。為提高系統(tǒng)的傳輸速率與抗干擾性，主控機采用STC系列單片機。使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 STC89C52PDIP封裝 無線模塊 無線收發(fā)模塊PR2000的結(jié)構(gòu)及特點本系統(tǒng)選用超小型、超低功耗的PTR2000作為無線收發(fā)模塊，PTR2000是基于NRF401芯片開發(fā)[12]，PTR2000兼有NRF401的優(yōu)點，NRF401是一種應(yīng)用廣泛，優(yōu)點突出的無線數(shù)據(jù)傳輸芯片，工作在433MHz國際通用的ISM頻段，F(xiàn)SK調(diào)制和解調(diào)，抗干擾能力強；采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；靈敏度高達(dá)105dBm，最大發(fā)射功率達(dá)到+10dBm；數(shù)據(jù)速率可達(dá)20Kbit/s；可方便地嵌入各種測量和控制系統(tǒng)中。NRF401具有兩個信號通道，適合需要多信道工作的特殊場合；可直接與微控制器接口；低工作電壓(~)，功耗低，發(fā)射時電源電流5mA，接收時電源電流250μA，接收待機狀態(tài)僅為5μA；僅需外接一個晶體和幾個阻容、電感元件，即可構(gòu)成一個完整的射頻收發(fā)器，電路模塊尺寸為30x22x6mm。NRF401芯片能和串口直接相連，且簡單的單片機口輸出可直接控制無線收發(fā)，芯片的收發(fā)工作，無線通信系統(tǒng)設(shè)計簡便。PCB圖如下: PTR2000引腳圖（1）無線收發(fā)模塊PTR2000的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（NRF401）。 PTR2000的引腳說明管腳名稱描述1TXE發(fā)送數(shù)據(jù)和接