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1、陕西理工学院毕业设计I外界环境实时检测及无线传输系统设计作 者：（陕西理工学院物理与电信工程学院通信1204班，陕西 汉中 ）指导老师：摘要：外界环境主要包括温度、湿度、光照强度和灰尘浓度等，这些因素都会影响人们的生活，实时了解外界环境很有必要。本文主要采用主控芯片AT89S52对温湿度传感器DHT11，光敏电阻以及PM2.5传感器GP2Y1010AU的控制，实现对外界环境的检测，数模转换器采用的是ADC0832，然后通过NRF24L01的无线模块对采集的数据进行无线传输，最后显示在1602LCD屏上。该设计能够实现温度、湿度光照强度的实时检测，液晶屏上能准确显示出当前的数据。关键字：AT89
2、S52，DHT11，光敏电阻，GP2Y1010AU陕西理工学院毕业设计IIReal time Detection and Wireless Transmission System DesignAuthor:Wu Xumin(Grade 2012,Class 4,Major of Communication Engineering,School of Physics and Telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology,Hanzhong ,Shaanxi)Tutor: Li CuihuaAbstract: Th
3、e external environment mainly includes temperature, humidity, light intensity and dust concentration, etc.These factors will affect peoples lives，it is very necessary to understand the real-time of the external environment .This text mainly uses the chip AT89S52 to control these chips,such as the te
4、mperature and humidity sensor DHT11, the photosensitive resistance as well as the PM2.5 sensor GP2Y1010AU, to achieve the detection of the external environment .Digital to analog converter using ADC0832,And then through the NRF24L01 wireless module to collect the data for wireless transmission, and
5、finally displayed on the 1602LCD screen. The design can realize the real-time detection of temperature and humidity light intensity, and the current data can be displayed on the LCD screen.Keywords:AT89S52,DHT11,Photosensitive resistance,GP2Y1010AU陕西理工学院毕业设计III目 录1 绪论 .12 方案论证 .22.1 显示电路方案 .22.2 无线传
6、输方案 .22.3 系统总体方案设计 .23 硬件电路设计 .43.1 控制部分 .43.2模数转换部分 .63.3 信息采集部分 .73.3.1 温湿度采集 .73.2.2 光照强度采集 .83.2.3 灰尘浓度采集 .83.3 无线传输部分 .93.4 显示电路部分 .104 软件设计 .124.1 软件的总体设计 .124.1.1 无线发送模块 .124.1.2 无线接收模块 .134.2 软件的分步设计 .144.2.1 温湿度检测软件设计 .144.2.2 无线发送模块软件设计 .15陕西理工学院毕业设计IV4.2.3 无线接收模块软件设计 .154.3 1602显示部分 .164.
7、4 ADC模数转换部分 .165 系统调试 .196 总结 .20致谢 .21参考文献 .22附录A .23附录B .32附录C .33附录D .41陕西理工学院毕业设计第 1 页 共 42页1 绪论数字温度传感器（ 温度传感器）是在20世界90年代中期出现的。它是由微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）组成的芯片。目前，国际上已研发出很多数字智能温度传感器系列产品芯片。数字智能温度传感器的内部主要包含温度传感器、信号处理器、A/D转换器、存储器（或寄存器）和接口电路等。有的芯片还自带多路选择器、随机存取存？储器中央控制器、只读存储器。数字智能温度传感器的特点是输出温度数据及相关的温度
8、控制量，适配各种微控制器；并且在一定的基础上通过软件来实现测试功能的，它的检测智能化程度由软件开发水平来决定。20世界90年代中期，最先产生的数字智能温湿度传感器用的是8位A/D转换器，其测试温度精度较低、分辨力较差，会产生很大的误差。现在国内外已陆续推出多种高精度、高分辨力的智能数字温度传感器，其用的是912位A/D转换器。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力的数字智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125度，测温精度为2度，为了提高多通道的智能温度传感器的转换速率，有的芯片采用高速逐近逼近式A/D转换器。新型数字智能温度传感器的测试功能也在不断
9、增强，另外，智能数字温度传感器正从单通道向多通道的转换，这就为研发多路温度测控系统创造了良好条件。智能温度传感器的总线技术也达到了标准化、规范化的标准，它所采用的总线主要有单线总线、I2C总线、SMBvs总线和SPI总线。所谓外界环境，主要指的是温度，湿度，灰尘浓度，光照强度等。这些因素对人们的出行与生活产生重大影响，实时了解外界环境的状况在生活中很必要。温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来测量温度，通过人工操作来加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有采用半导体二极管作温度传感器的，但由于其互换性差，效果也不理想，在某些
10、行业中对温度的要求较高，也不能很好的实现温度的实时检测和传输，由于工作环境不合理而引发的事故时有发生，对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全，因此，对传感器的要求也越来越高。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计采用的是AT89S52单片机作为核心的微处理器，通过单片机控制温湿度传感器实现外界的温度湿度的检测，利用光敏电阻实现对光照强度的检测，利用PM2.5传感器实现对灰尘浓度的检测。无线模块采用的NRF24L01，实现对温湿度、光照强度、灰尘浓度的传输，各个指标的显示采用的是1602液晶屏。由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简
11、单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。通过对外界环境的检测让人们直观的看到各种情况下的影响，并找出最佳的外界环境，对种植大棚蔬菜有重大意义，以及观察各种生物的最佳的生活状态有重大影响。比如温室大棚蔬菜，通过对温度湿度光照等的观察，找出蔬菜的最佳的生长环境。这次的设计主要分为五部分，首先就是课题研究的背景意义目的等的简介；其次就是方案的选择和对比，以及各种方案的优劣势等；第三部分就是本次设计的重点了，硬件电路设计，包括主要的控制芯片单片机，采集数据所用的各种传感器，传输数据的无线模块，以及最后显示数据的显示模块；第四部分是软件设计流程，根据各个模块的工作原理和工作顺序对系统的软件进行设计，最后主要是对整个设计的硬件电路进行调试了。陕西理工学院毕业设计第 2 页 共 42页2 方案论证本此设计中单片机的检测电路需要完成的基本任务有：数据自动采集，传感器将外界环境中的温湿度、光照强度、灰尘浓度的数据检测到，直接送给单片机需经过A/D转换和专门的数据采集部分；实时监测：在24小时内是实时地检测出外界环境的数据；自动显示：有数码管自动地显示检测的数据；无线传输：将接收的数据通过无线模块进行传输。2.1 显示电路方案方案一：采用数码管动态显示使用七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法
