无线环境温湿度监测的设计

无线环境温湿度监测的设计(论文18000字)
摘　要
当今社会，温湿度与人类生活日益密切。为了维护仓储商品的质量完好，因此需要建立实时的温湿度监控系统，保存完整的历史温度数据都已经进入了行业规范。本文通过使用STC89C52单片机、DHT11传感器模块、1602液晶显示屏模块、Nrf905无线模块以及报警模块（包含四个继电器）来实现无线环境温湿度监测功能。系统由主机和从机两部分构成，其中从机负责采集环境中的温湿度等环境参数，从机通过无线通信模块与主机进行通信，主机接收到数据后把相关参数显示在液晶上，主机设有按键模块，用户可以通过按键设定温度、湿度上限值和下限值，当检测到的实时值超过上限或低于下限主机会驱动对应的控制设备进行调节，同时单片机会驱动蜂鸣器报警提醒用户。
关键词：STC89C52单片机　DHT11传感器　无线模块　报警模块　

Abstract
In current society, temperature and humidity are increasingly related to human life. To maintain the quality of stored goods，Therefore, to build real-time temperature and humidity monitoring system and to keep complete historical temperature data have both been regulated by industry standard. This paper applies STC89C52 one-chip processor, DHT11 sensor module, 1602 LCD module, Nrf905 wireless module and alarming module（including 4 relays） to realize the function of wireless-based environment temperature and humidity monitoring system. The system consists of two parts, host machine and subordinate machine. The subordinate machine will be in charge of collecting environmental parameters, such as temperature and humidity. It communicates with the host machine through wireless communication module. After the host machine receives data, it will display relative parameters on the LCD. The host machine is with key module, with which the users can regulate upper and lower limit values of temperature and humidity. When the real-time value being monitored exceeds the upper limit value or is below the lower limit, the host machine will adjust through relative controlling equipments and the one-chip processor will remind the users through driving buzzer warning.
Key words: STC89C52 one-chip processor; DHT11 sensor module; wireless module; alarming module
 
系统总体方案设计
2.1　功能及设计思路
本次设计预计实现功能：使用者能够按照自己的实际需要，设置温度、湿度的控制范围，在温湿度感应设备收集到温度、湿度的各种数据信息之后，传送到单片机开始处理分析。最后，单片机把处理分析之后的有效数据信息，传送到显示模块中表现出来。当温湿度不在设定的上下限范围内时，报警装置启动，并通过控制设备（采用继电器）使温湿度恢复正常。
设计思路：电路整体中，可以划分为：温湿度板块、主板控制模块、显示板块、无线控制板块和预警板块等。温湿度板块主要担任温度、湿度相关数据的收集工作，主板控制模块使用STC89C52单片机来完成，显示板块主要担任温度、湿度数据信息的表达，无线模块负责主机、从机之间信号的发送与接收，报警模块负责越限警报，实际表示数据和相关信息的传输使用计算机软件来完成实现。具体步骤是：第一步，从机设备使用DHT11来收集各种温度、湿度相关数据信息，然后使用STC89C52单片机处理分析之后，在传送给NRF905传输板块。主机设备在收到温度、湿度相关数据信息之后，使用STC89C52进行处理分析，把数据信息传送到显示板块。如果温湿度不在上下限之内，则启动报警装置，继而控制设备启动，直至温湿度恢复正常。

目　录
第一章　绪　论    1
1.1　课题研究的背景    1
1.2　课题研究的意义    1
1.3　课题研究的主要内容    2
第二章　系统总体方案设计    3
2.1　功能及设计思路    3
2.2　方案选择    3
2.2.1　传感器选择方案    3
2.2.2　单片机主芯片选择方案    4
2.2.3　显示器选择方案    5
2.2.4　无线收发模块选择方案    6
2.2.5　电源选择    7
2.3 总体设计框图    7
第三章　系统硬件设计    9
3.1　概述    9
3.2　主控模块    9
3.2.1　STC89C52单片机    9
3.2.2　主控模块电路原理图    11
3.3 显示模块    11
3.3.1　LCD1602的指令说明及时序    13
3.3.2　LCD1602的RAM地址映射及标准字库表    15
3.3.3　1602液晶显示模块电路原理图    16
3.4　温湿度采集模块    16
3.4.1　DHT11传感器简介    16
3.4.2　DHT11传感器模块设计    20
3.5　报警模块    21
3.5.1　蜂鸣器介绍    21
3.5.2　蜂鸣器工作原理    22
3.5.3　继电器    22
3.6　无线模块    22
3.6.1　射频芯片nRF905    22
第四章　系统软件设计    25
4.1 从机模块主程序流程    25
4.1.1　从机主程序模块流程    26
4.1.2　从机无线发送模块软件设计    28
4.2　主机主程序流程    30
4.2.1　主机主程序模块软件设计    30
4.2.2　主机报警模块软件设计    31
4.2.3　主机无线接收模块软件设计    32
第五章　安装与调试    34
5.1　硬件焊接    34
5.1.1　绘制原理图    34
5.1.2　准备元器件    34
5.1.3　排布元器件    34
5.1.4　焊接元器件    35
5.1.5　硬件的焊接    35
5.2　硬件调试    36
5.3　软件的调试    41
5.4　分析与总结    42
第六章　结论与展望    44
致　谢    46
参考文献    47
附录程序清单    51