【正文】 to control a balance temperature and moisture of the storehouse is very very importantly. This design use MCU(STC89C52) and united wireless module (NRF2401) to monitor temperaturemoisture signals and heatreleaseelectricity signals and study the way of wireless multipoint acquisition. This system is consists of host and slave transfers the temperature moisture signals and heatreleaseelectricity signals to the host, and then the workers can set the limitation of highest and lowest temperature on the host that can turn on the dehumidifiers, sprinklers, and airconditioning cooling and heating system in the warehouse where the slaves is in, and also this system can alarm using antitheft signal.【Key Words】wireless temperature moisture heatreleaseelectricity signal antitheft 目錄 1 緒論 3 淺談煙草倉庫溫濕度控制系統(tǒng)的重要性 3 3本論文的主要內(nèi)容 32 NRF24L01無線模塊的簡(jiǎn)介 4 NRF24L01引腳配置 4 4 53 本課題的設(shè)計(jì)方案 6 本課題的總體方案 6 無線模塊方案 6 CPU主控制模塊方案 7 溫濕度傳感器選擇方案 7 電源方案 8 顯示方案 8 數(shù)據(jù)包處理方式選擇 9本章小結(jié) 94 多點(diǎn)無線溫濕度采集系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 10 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 10 10 11 NRF2401模塊 11 12 LCD顯示模塊 13本章小結(jié) 135 多點(diǎn)無線溫濕度采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14 增強(qiáng)型ShockBurstTM Mode的發(fā)送流程 14 增強(qiáng)型ShockBurst TM Mode的接收流程 14 15 16本章小結(jié) 176 多點(diǎn)無線溫濕度采集系統(tǒng)的實(shí)物展示 18 18 結(jié)果評(píng)論與展望 18參考文獻(xiàn) 20致謝語 20附錄一：原理圖 201 緒論近年來，不僅煙草公司的不斷增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力越來越大，而且人們對(duì)于煙草的質(zhì)量也越來越重視，因此煙草倉庫環(huán)境的溫濕度也得到了極大的重視 淺談煙草倉庫溫濕度控制系統(tǒng)的重要性煙草倉庫作為煙草的儲(chǔ)存地,必須維持相對(duì)恒定的溫度、濕度環(huán)境,由于庫容一般都比較大,室內(nèi)溫濕度場(chǎng)比較復(fù)雜,設(shè)計(jì)一套完善的溫濕度控制系統(tǒng)就非常必要。該系統(tǒng)分為主機(jī)和從機(jī)模塊，從機(jī)可以把溫濕度、熱釋電信號(hào)傳輸給主機(jī)，在主機(jī)上的工作人員不僅可以設(shè)置從機(jī)溫濕度的上下限值而啟動(dòng)相應(yīng)的措施來保證倉庫的溫濕度在安全范圍內(nèi)，而且可以接收從機(jī)傳來的熱釋電信號(hào)進(jìn)行防盜報(bào)警。倉庫多點(diǎn)無線采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 【摘要】 煙草倉儲(chǔ)的過程中，倉庫環(huán)境溫濕度的變化和波動(dòng)，都會(huì)對(duì)自然發(fā)酵的進(jìn)度和卷煙質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，甚至對(duì)人體造成了極大的毒害，所以如何控制好倉庫環(huán)境的溫濕度是極其必要的。本設(shè)計(jì)研究如何對(duì)煙草倉庫進(jìn)行無線多點(diǎn)采集，設(shè)計(jì)利用了STC89C52單片機(jī)，結(jié)合無線模塊NRF2401+進(jìn)行傳輸溫濕度、熱釋電信號(hào)來實(shí)現(xiàn)采集功能?！娟P(guān)鍵詞】無線 溫度 濕度 熱釋電信號(hào) 防盜【Abstract】The changes of temperature and moisture will change the natural ferment of tobacco, which will affect the quality and even poison human39。煙草的“毛吸作用”很強(qiáng),在高溫高濕的環(huán)境里,容易吸收過量水分。這樣,就為各種微生物的繁殖提供了適宜的條件,容易造成煙草的大面積變色、變質(zhì)、沖燒、霉?fàn)€及蟲蛀。而且倉庫的溫濕環(huán)境品質(zhì)直接影響煙葉的自然醇化效果,而煙草醇化效果則決定了卷煙制成品的品質(zhì)。同時(shí)適宜的條件有利于提高自然醇化質(zhì)量,提高制成品內(nèi)在品質(zhì),對(duì)增強(qiáng)卷煙的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分有利【1】。通風(fēng)條件差的可利用排風(fēng)扇：鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)降溫。（2）密封隔潮土法吸潮：在高濕季節(jié)，庫外的濕度往往高于庫內(nèi)，在卷煙人庫時(shí)最好只打開一個(gè)門，其它門窗關(guān)閉密封，盡量少開或不開，以減少潮氣沖入。對(duì)于以上的幾種調(diào)節(jié)方法，獲得準(zhǔn)確的庫內(nèi)溫濕度和庫外溫濕度以及氣象資料便是必不可少的第一手資料，由于各種原因使得以上幾種方法難于實(shí)施于大型公司，無線溫濕度采集系統(tǒng)成了今后倉庫不可缺少的控制系統(tǒng)【2】。該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)由一臺(tái)主機(jī)和兩臺(tái)從機(jī)構(gòu)成，兩臺(tái)從機(jī)可以讀取溫濕度與熱釋電信號(hào)并顯示溫濕度，通過無線模塊可以發(fā)送溫濕度與熱釋電信號(hào)讓主機(jī)接收并顯示，主機(jī)可以設(shè)定兩臺(tái)從機(jī)溫濕度的上限值與下限值，發(fā)送給從機(jī)，控制從機(jī)采取相應(yīng)的措施（除濕機(jī)、灑水機(jī)、空調(diào)制冷制熱）。2 NRF24L01無線模塊的簡(jiǎn)介NRF2401無線模塊是目前最常用的無線模塊，深受初學(xué)者的喜愛，該章簡(jiǎn)單介紹了該模塊的主要知識(shí)點(diǎn)。 nRF24L01工作模式模式PWR_UPPRIM_RXCEFIFO寄存器狀態(tài)接收模式111發(fā)射模式101數(shù)據(jù)在TX寄存器中發(fā)射模式101→0停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機(jī)模式2101TX_FIFO為空待機(jī)模式110無數(shù)據(jù)傳輸?shù)綦? 待機(jī)模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；待機(jī)模式2則是在當(dāng)FIFO寄存器為空且CE=1時(shí)進(jìn)入此模式；待機(jī)模式下，所有配置字仍然保留。發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將nRF24L01配置為發(fā)射模式：接著把接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDR和有效數(shù)據(jù)TX_PLD按照時(shí)序由SPI口寫入nRF24L01緩存區(qū)，TX_PLD必須在CSN為低時(shí)連續(xù)寫入，而TX_ADDR在發(fā)射時(shí)寫入一次即可，然后CE置為高電平并保持至少10μs，延遲130μs后發(fā)射數(shù)據(jù)。如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從TX若未收到應(yīng)答，則自動(dòng)重新發(fā)射該數(shù)據(jù)(自動(dòng)重發(fā)已開啟)，若重發(fā)次數(shù)(ARC)達(dá)到上限，MAX_RT置高，TXMAX_RT或TX_DS置高時(shí)，使IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知MCU。若發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且CE為高，則進(jìn)入下一次發(fā)射。 接收數(shù)據(jù)時(shí),首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130μs進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。FIFO中，同時(shí)中斷標(biāo)志位RX_DR置高，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知MCU去取數(shù)據(jù)。最后接收成功時(shí)，若CE變低，則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。 常用配置寄存器地址（H）寄存器名稱功能00CONFIG設(shè)置24L01工作模式01EN_AA設(shè)置接收通道及自動(dòng)應(yīng)答02EN_RXADDR使能接收通道地址03SETUP_AW設(shè)置地址寬度04SETUP_RETR設(shè)置自動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)間和次數(shù)07STATUS狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài)0A~0FRX_ADDR_P0~P5設(shè)置接收通道地址10TX_ADDR設(shè)置接收接點(diǎn)地址11~16RX_PW_P0~P5設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度無論是直接收發(fā)模式還是ShockBurst TM模式，其發(fā)射或接收的數(shù)據(jù)包均由四部組成，分別為字頭、地址、有效數(shù)據(jù)和CRC校驗(yàn)碼,。該字頭有兩種形式存在；01010101和10101010。地址寬度可以是4或5字節(jié)寬度。CRC校驗(yàn)是可選的，可設(shè)置為0—2字節(jié)寬度。 本課題的總體方案根據(jù)第一章的要求，可以分為幾大模塊：在主機(jī)上，有鍵盤模塊，中央處理器，顯示模塊，無線模塊，電源模塊。鍵盤輸入中央處理器顯示模塊無線模塊電源模塊 主機(jī)中央處理器顯示模塊人體感應(yīng)模塊溫濕度模塊電源模塊 從機(jī)無線模塊報(bào)警模塊控制模塊 無線模塊方案本設(shè)計(jì)中，由于有線的數(shù)據(jù)傳輸局限性太大，在遇到特殊的應(yīng)用環(huán)境都將布線工程有極強(qiáng)的制約力，如果系統(tǒng)需要增加新的設(shè)備也非常麻煩，所以用無線模塊來進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，來代替有線的數(shù)據(jù)傳輸，有以下兩種選擇方案。因其編程時(shí)對(duì)工作模式和工作頻道的選擇要求太高。通過上述各優(yōu)點(diǎn)的比較，能夠符合本設(shè)計(jì)要求，而且易于實(shí)現(xiàn)的只要方案二，因此采用方案二。按性能分成兩個(gè)不同的系列：STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列。兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合。方案二：采用STC89C52單片機(jī)STC89C52單片機(jī)，它以經(jīng)典的8031為內(nèi)核，有一個(gè)8位的微處理器，不僅可以處理字節(jié)數(shù)據(jù)，還支持位操作，片內(nèi)擁有8KB的Flash ROM 程序存儲(chǔ)器，256B RAM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，中斷系統(tǒng)擁有6個(gè)中斷源，分兩級(jí)優(yōu)先權(quán)，一個(gè)串行口，4個(gè)8位并行IO口：P0、PPP3，具有很強(qiáng)的運(yùn)算、控制能力，而且與其他單片機(jī)相比具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，價(jià)格低，性價(jià)比高。 溫濕度傳感器選擇方案在本次設(shè)計(jì)中，需要讀取倉庫環(huán)境的溫濕度數(shù)值，溫濕度傳感器是指能夠?qū)囟攘亢蜐穸攘哭D(zhuǎn)換成容易被測(cè)量出來的電信號(hào)的傳感器，在選擇何種溫濕度傳感器器型號(hào)時(shí)，方案論證如下：方案一： DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)熟悉信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，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)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。（℃+ |t|），B級(jí)為177。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。通過了以上的比較和設(shè)計(jì)的要求，選擇了方案一。方案論證如下：方案一：采用電位計(jì)進(jìn)行分壓根據(jù)電阻串聯(lián)原理 （1．2），Ui為單片機(jī)輸出電壓，Uo為分得電壓，即nRF24L01的輸入電壓。采用電位計(jì)通過分壓來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，雖說在理論上能夠進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，但是在實(shí)踐操作中，卻存在著很大問題，主要體現(xiàn)在：人為影響太大。 方案二：采用穩(wěn)壓模塊LM1117GND VCC VoutLM1117它只有三個(gè)引腳，外接電路簡(jiǎn)單，只需要兩個(gè)電容。 3 1 2 LM1117引腳分配圖 LM1117引腳功能引腳名稱功能描述1VCC輸入端2Vout輸出端3GND地線綜上所述，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求并比較以上兩種方案，采用穩(wěn)壓模塊LM1117電路簡(jiǎn)單易行，穩(wěn)定性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。 顯示方案本設(shè)計(jì)中，在從機(jī)上需要把溫濕度的數(shù)值傳輸?shù)斤@示器上進(jìn)行顯示，在主機(jī)上顯示從機(jī)無線發(fā)射過來的溫濕度數(shù)值，所以必須在CPU上外接一個(gè)顯示外圍電路，本設(shè)計(jì)有如下兩種方案選擇：方案一：?jiǎn)纹瑱C(jī)掃描鍵盤得到功率預(yù)置值，通過IOB高8位接口控制選定數(shù)碼管，IOB低8位接口控制數(shù)碼管顯示，將該值送到LED顯示器中顯示。此方案設(shè)備體積大，功耗大，因此不采用此方案。 數(shù)據(jù)包處理方式選擇在無線模塊NRF2401中，有ShockBurstTM和增強(qiáng)型ShockBurstTM兩種模式，下面分別對(duì)這兩種模式進(jìn)行介紹： ShockBurstTM模式下NRF2401 可以與成本較低的低速M(fèi)CU相連。ShockBurstTM模式通過允許與單片機(jī)低速通信而無線部分高速通信，減小了通信的平均消耗電流。在ShockBurst發(fā)送模式下，NRF2401 自動(dòng)生成前導(dǎo)碼及CRC校驗(yàn)，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后IRQ通知MCU。NRF2401內(nèi)部有三個(gè)不同的RX_FIFO寄存器（6個(gè)通道共享此寄存器）和三個(gè)不同的TX_FIFO 寄存器。這就允許SPI接口可以以低速進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并且可以應(yīng)用于MCU 硬件上沒有SPI接口的情況下。典型的雙向鏈接為：發(fā)送方要求終端設(shè)備在接收到數(shù)據(jù)后有應(yīng)答信號(hào)，以便于發(fā)送方檢測(cè)有無數(shù)據(jù)丟失。增強(qiáng)型的 ShockBurstTM模式可以同時(shí)控制應(yīng)答及重發(fā)功能