【正文】 義和廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)人工測量的方法逐漸被電子測量所代替，小的糧倉采用小的測量儀測量，大的糧庫逐漸配備微機。 humiture sensors。下位監(jiān)測分機通過測量糧倉內(nèi)溫濕度，經(jīng)過無線傳輸模塊把監(jiān)測節(jié)點的溫濕度信息值傳送至上位主機，并在顯示器上顯示出該監(jiān)測節(jié)點的節(jié)點號和該監(jiān)測點當(dāng)前溫濕度測量值，并具有溫濕度超值報警功能，下位機同時能顯示當(dāng)前本地信息值。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）多點糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)院名稱： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 測控技術(shù)與儀器 多點糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要:為滿足采集多點糧倉溫濕度信息值監(jiān)測的需求，設(shè)計一上位控制主機和多點下位監(jiān)測分機兩部分。由溫度傳感模塊、濕度傳感模塊、無線傳輸模塊和單片機模塊等組成下位監(jiān)測分機，由單片機模塊、按鍵模塊、無線傳輸模塊和報警模塊等組成上位控制主機。關(guān)鍵詞：無線傳輸模塊；溫濕度傳感器；單片機Design ang Implemenatation of the Multihumiture Wireless Monitoring System for the GranaryAbstract: To collect more information of the humiture required for the granary, the multihumiture wireless monitoring system is designed , which include some lower detecting equipments and a host monitor. Each lower detecting equipment consists of some temperature sensor modules, some humidity sensor modules, a wireless transmission module, a microcontroller module and other ponents. The host monitor consists of a microcontroller module, a key module, a wireless transmission module, an alarm module and other ponents. By measuring the next bit monitoring extension barn temperature and humidity in the wireless transmission module, after the temperature and humidity of the information value monitoring nod, and transmit first a host on the display shows that the monitoring node node number and the monitoring and measuring value, the temperature and humidity with temperature and humidity value alarm functions, lower place machine and can display the current local information value .Keywords: Wireless transmission module。 singlechip microputer目錄前言 1第1章 緒論 2 課題的意義和目的 2 課題的研究內(nèi)容 2 課題的任務(wù)要求 3第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計 4 方案的選擇與論證 4 總體設(shè)計方案 4 方案的比較與論證 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計 6 系統(tǒng)各模塊的功能設(shè)計 7 電源模塊 7 溫濕度測量模塊 7 單片機控制模塊 7 無線傳輸模塊 8 按鍵選擇模塊 8 顯示模塊 8 報警電路模塊 8第3章 系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計 9 電源模塊設(shè)計 9 溫濕度測量模塊設(shè)計 10 溫度測量模塊設(shè)計 10 濕度測量模塊設(shè)計 11 單片機控制模塊設(shè)計 12 時鐘電路設(shè)計 13 復(fù)位電路設(shè)計 13 無線傳輸模塊設(shè)計 14 無線傳輸模塊簡介 14 無線傳輸模塊與單片機的接口設(shè)計 16 按鍵選擇模塊設(shè)計 16 顯示模塊設(shè)計 17 報警電路模塊設(shè)計 19第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 21 上位機的設(shè)計 21 上位機的設(shè)計思路 21 上位機的設(shè)計流程 21 無線模塊軟件設(shè)計 23 下位機的設(shè)計 32 下位機的設(shè)計思路 32 下位機的軟件總設(shè)計流程 32 溫度測量的軟件設(shè)計 34 濕度測量的軟件設(shè)計 37第5章 系統(tǒng)調(diào)試與數(shù)據(jù)分析 41 硬件電路的制作和調(diào)試 41 軟硬件功能分析 43 測試結(jié)果分析 44第6章 總結(jié) 45參考文獻(xiàn) 46致謝 48附錄1 電路原理圖 49附錄2 程序 51附錄3 實物圖 70附錄4 元器件清單 71附錄5 傳感器英文文獻(xiàn)翻譯 72多點糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)前言隨著中國加入WTO，糧食市場的逐漸開放，儲存大量的糧食對穩(wěn)定國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，糧倉內(nèi)的糧食由于溫濕度沒有得到有效的控制，經(jīng)常發(fā)生糧食變質(zhì)的情況，因此糧倉溫濕度的測量方法以及相應(yīng)的智能控制一直是糧食保存的一個重要問題，隨著我國科技的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)自動化程度的提高，糧倉管理技術(shù)得到很大的發(fā)展。同時隨著單片機技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，單片機測控技術(shù)已得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。糧食的保存至關(guān)重要，為了實現(xiàn)糧食的大量儲存，本課題設(shè)計了一個智能測量系統(tǒng)——多點糧倉溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)。第1章 緒論 課題的意義和目的當(dāng)代科學(xué)技術(shù)日益向高速化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，不管是生活還是生產(chǎn)，都離不開自動化。溫濕度的測量是工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的一個環(huán)節(jié)，尤其對于農(nóng)業(yè)發(fā)展，比如大棚種植、糧倉管理等等，都必須保證精確的溫濕度控制。為了保證日常工作的順利進(jìn)行，必須加強糧倉內(nèi)溫濕度的監(jiān)測工作，但傳統(tǒng)的監(jiān)測方法既費時又費力，而且誤差較大，因此需要造價低廉、使用方便、測量精確的監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)操作簡單，功能齊全，是單片機智能化的一種應(yīng)用。具體設(shè)計內(nèi)容如下：選擇合適的濕度傳感器和溫度傳感器，并研究它們的使用方法；研究溫濕度傳感器與單片機的連接，以及如何完成數(shù)據(jù)的采集；設(shè)計多個溫濕度采集從機子系統(tǒng)，編號為1N，能滿足對溫濕度的精確測量；主機可利用無線模塊、單片機和鍵盤，選擇所要監(jiān)測的溫濕度節(jié)點，將該監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù)經(jīng)由無線傳送至主機，并用顯示器顯示出該監(jiān)測節(jié)點結(jié)果；把測得的數(shù)據(jù)與限定值比較，如果超出范圍，報警系統(tǒng)就會發(fā)出警報；制作硬件電路，編寫相應(yīng)的軟件程序，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和測試數(shù)據(jù)綜合分析。10%，50177。5%； 系統(tǒng)主機可顯示當(dāng)前信息采集的節(jié)點號、溫度、濕度信息值，顯示清晰直觀，下位從機也可顯示當(dāng)前本地信息值；各節(jié)點數(shù)據(jù)與主機交換采用無線傳輸模式進(jìn)行，系統(tǒng)具有超溫/超濕報警功能；糧倉適宜溫度范圍10℃40℃，適宜濕度范圍10%80%；系統(tǒng)工作穩(wěn)定性較好。 方案的選擇與論證 總體設(shè)計方案根據(jù)本次課題的內(nèi)容及課題任務(wù)的要求，基于多點溫濕度的無線監(jiān)測系統(tǒng)主要由溫濕度檢測電路、下位機控制電路、無線傳輸電路、上位機控制電路四個主要模塊組成。圖21 總體原理框圖根據(jù)原理框圖，設(shè)計了兩種方案，如下所示。其設(shè)計框圖如圖22所示。其設(shè)計框圖如圖23所示。方案二中采用DS18B20測溫和DHT11測濕，測量方便、精度較高且價格適中，故選擇方案二的溫濕度測量方法。無線傳輸部分方案一中選擇利用CC1101無線傳輸模塊，該模塊可用于多頻段，低功耗，收發(fā)一體，方案二中的nRF905也是低功耗，多頻道多頻段，可以很方便地實現(xiàn)點對點及點對多點無線通信，兩者性能相似，都能滿足本次設(shè)計系統(tǒng)的要求，但CC1101的價格較高，考慮到經(jīng)費的問題，故選擇nRF905無線傳輸模塊。方案二中采用芯片7407驅(qū)動，動態(tài)顯示，數(shù)碼管也是四位一體的，不但軟件設(shè)計簡單，而且硬件制作方便，價格也低廉，故選擇方案二的顯示方法。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計該設(shè)計選擇方案二的方法，該方案包括上位機和兩個下位機兩部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖24所示。 溫濕度測量模塊本系統(tǒng)要測量多點糧倉內(nèi)的溫濕度信息值，為了了解糧倉內(nèi)的每一個時刻的溫濕度信息值，溫濕度測量模塊要能一直測量，當(dāng)接收到上位監(jiān)測主機的命令時，就暫時停止測量，將測量信息值傳送給上位機，當(dāng)發(fā)送結(jié)束后，就繼續(xù)測量溫濕度。 無線傳輸模塊上位監(jiān)測主機和下位監(jiān)測分機都需要連接無線傳輸模塊，根據(jù)上位監(jiān)測主機和下位監(jiān)測分機的功能要求，處于等待接收模式或發(fā)送模式。 按鍵選擇模塊上位機的按鍵模塊功能：當(dāng)按下KEY1鍵，1號下位機將溫濕度信息值發(fā)送給上位機；當(dāng)按下KEY2鍵，2號下位機將溫濕度信息值發(fā)送給上位機。 顯示模塊上位機和下位機都具有顯示模塊，上位機顯示模塊實時顯示下位機發(fā)送來的溫濕度的測量值以及監(jiān)測節(jié)點的節(jié)點號；下位機顯示模塊實時顯示本地實時測量值。本系統(tǒng)設(shè)計的適宜溫度范圍為：10℃40℃，適宜濕度范圍為：10%80%。該模塊分為上位機和下位機，其主要包括以下七個模塊：電源模塊、溫濕度測量模塊、單片機控制模塊、無線傳輸模塊、按鍵選擇模塊、顯示模塊和報警電路模塊。LM317是可調(diào)節(jié)的3端正電壓穩(wěn)壓器，此穩(wěn)壓器非常易于使用，此芯片具有內(nèi)部限流、熱關(guān)斷和安全工作區(qū)補償?shù)墓δ?，使之基本能防止燒斷保險絲，對電路起到了很好的保護(hù)作用。圖31 電源模塊設(shè)計圖根據(jù)上圖，可得輸出電壓V0=*(1+R2/R1) （31）通過調(diào)節(jié)R2電位器，改變R2/R1的值，從而改變輸出電壓。此系統(tǒng)需要兩個這樣的模塊，分別調(diào)至輸出電壓+5V和+。溫度傳感器DS18B20技術(shù)性能描述(1)、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；(2)、測溫范圍 55℃～＋125℃，℃；(3)、支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的數(shù)據(jù)端上，最多只能并聯(lián)8個，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定；(4)、工作電源: 3~5V/DC；(5)、在使用中只需要數(shù)據(jù)端接上拉電阻，不需要其它的外圍元件；(6)、測量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送；溫度傳感器DS18B20工作原理DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s 減為750ms。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1。計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。圖32中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預(yù)置值。還有若溫度傳感器開路或沒接時，能起到上拉作用，使之為高電平，從而后續(xù)電路保護(hù)。具體連接情況，如圖33所示。2℃，也就是說當(dāng)溫度大于40℃時，才能滿足177。5%的精度要求，故只將其作為測濕度的傳感器。5％RH、177。DHT11的設(shè)計圖DHT11的硬件設(shè)計也極其簡單，就只有4個引腳，其中還有一個空腳懸空的，實際上其設(shè)計與DS18B20是一樣的。圖34 DHT11設(shè)計圖 單片機控制模塊設(shè)計常用的單片機有很多種：Intel8051系列、STC系列、Motorola和M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺灣華邦(Winbond)W78系列、荷蘭Pilips的PCF80C51系列、Microchip公司系列4位單片機、臺灣義隆的EM78系列等。STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器。單片機最小模塊包括兩部分：時鐘電路和復(fù)位電路。目前51系列單片機都采用CMOS工藝，允許的最高頻率是隨型號而變化的，本系統(tǒng)采用12MHz的晶振，則其一個機器周期為1us。STC89C52中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別為該放大器的輸入端和輸出端，在XTAL XTAL2上外接晶振和電容組成振蕩器。對外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度的穩(wěn)定性，所以本設(shè)計采用12MHz的晶體振蕩器和30pF的電容。圖35 時鐘電路設(shè)計 復(fù)位電路設(shè)計單片機有一個復(fù)位引腳RST，它是施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)振蕩器起振后，該引腳上出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平，使器件復(fù)位，只要RST保持高電平，單片機保持復(fù)位狀態(tài)，此時ALE、PSEN、P0、PPP3口都輸出高電平，RST上輸入返回低電平以后，退出復(fù)位，單片機從初始狀態(tài)開始工作。由于單片機復(fù)位端有內(nèi)接電阻，所以復(fù)位電路設(shè)計，如圖36所示。 無線傳輸模塊設(shè)計 無線傳輸模塊簡介無線傳輸模塊性能介紹(1)、433Mhz 開放 ISM 頻段