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1、本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）基于单片机的室内无线环境监控系统基于单片机的室内无线环境监控系统摘摘 要要我们知道温湿度是温室大棚种植里面关键的环境变量,因此对温度和湿度进行监控成为温室大棚种植的重要任务之一。本系统是以温室大棚种植为背景，设计一个基于STC12C560S2 单片机的温室内无线环境监控系统，可以远程监控温度和湿度。温湿度传感器 DHT21 采集到室内的温度和湿度后，通过单总线将数据发送给上位机进行处理。单片机把处理好的数据经过 SPI 接口传输给无线收发模块 NRF905。无线模块将数据进行打包，加上 CRC 检验码后，放入发送数据寄存器。系统等待 NRF905启动发送
2、模式，然后把温室度的数据和接收端的地址一起发送出去。下位机的 NRF905 无线模块不断地检测空中的电磁波。当接收到与自身的地址相配的地址后，模块开始接收到数据。对数据进行解包，去除 CRC 检验码后，无线模块把数据存储在数据接收寄存器。下位机通过 SPI 接口读取数据，将温度和湿度显示在液晶屏上，同时判断是否需要启动报警。系统采用 C 语言进行编程，同时可以通过按键对温度和湿度的报警范围进行设定。关键字关键字: : 单片机，无线收发模块，温湿度传感器，室内环境 AbstractWe know that temperature and humidity are key environmenta
3、l variables sin greenhouses planting, therefore to monitor temperature and humidity become one of the important tasks of greenhouses planting. This system is based on background of greenhouses planting. Designing a wireless environment monitoring system in greenhouse based on STC12C560S2 microcontro
4、ller. This system can remotely monitor and control temperature and humidity.After temperature and humidity sensors DHT21 have collected the indoor temperature and humidity, the data is sent to the master machine for processing through the single bus. MCU processes the data and then transmit to NRF90
5、5 wireless transceiver module through SPI interface. After packaging data and adding the check code into the data, wireless module puts the data into register. The system wait for NRF905 starting delivery mode, and then the data of greenhouse and address is sent together to the receiving end. The NR
6、F905 wireless module of slave machine continuously detects the electromagnetic waves in the air. When receiving matching address, the module began to receive data. To unpack the data after removing CRC check code, the wireless module stores the data in the data receive register. Slaver machine reads
7、 data from the SPI interface, and then displays the temperature and humidity on the LCD screen, and judges whether to start the alarm at the same time. System uses the C language to program, and can be set alarm range of temperature and humidity through the button. Key words: Single chip microcomput
8、er, Wireless transceiver module, Temperature and humidity sensor, Indoor environment目目 录录1 绪论.11.1 课题研究的背景和意义 .11.2 我国温室种植的发展及研究现状 .11.3 论文研究的主要内容 .22 室内无线环境监控系统总体方案.32.1 系统设计的基本思想 .32.2 系统总体架构 .32.3 系统软件开发环境 .53 系统器件方案选择.63.1 单片机选型 .63.2 温湿度传感器的选择 .73.3 无线收发模块选择 .83.4 液晶显示屏及稳压器件的选择 .94 硬件设计.104.1 温
9、湿度传感器的电路设计 .104.2 无线模块电路设计 .104.3 无线模块的工作方式 .114.4 液晶显示电路 .125 系统软件设置.145.1 软件设计的总体架构 .145.2 温湿度传感器程序设计 .165.3 无线模块程序设计 .205.4.1 无线模块寄存器配置 .225.4.2 发送程序设计 .245.4.3 接收数据程序设计 .255.4.4 数据显示程序设计 .275.4.5 报警电路程序设计 .29结论 .30参考文献.31致谢.3211 1 绪论绪论1.11.1 课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义温室大棚是一项重要的农业基础设施，通过温室给农作物提供适宜的湿度、水
10、分、温度、空气、光照等生长条件，使农作物不受外界天气变化和季节变化的影响。这样不但能提高农作物的产量，而且可以生产反季节的产品。因此提高温室大棚种植技术，生产管理等方面具有重要意义。本文重点研究温室大棚的温湿度远程无线监控方面，旨在提高自动化生产水平，减少人力物力的投入，提高温室大棚的产量1。近年来，温室大棚已经逐渐发展到较高的水平，正在往自动化、智能化与网络化的方向发展，为了达到提高温室的环境监控能力的目的。而环境监控是为了对复杂的环境中使用的设备的运行状态进行监测，同时搭配各种环境因素进行监测诊断，从而决定采用何种控制策略和管理决策，以达到更好的经济效益2。现有的监测系统大多数使用现场布线
11、的方式，安装工作量较大而且成本较高。这种系统的覆盖范围比较小，而且线路长期工作容易被腐蚀或者老化，引发漏电等安全隐患，局限性明显3。将无线通信技术运用在监控方面，可以很好地解决现场布线方式的缺陷。无线技术很多优势，比如实时、低成本和便利等，可以说将无线通信技术应用到温室大棚里面，有助于改进环境监控技术，降低系统成本，提高自动化水平。1.21.2 我国温室种植的发展及研究现状我国温室种植的发展及研究现状我国人口基数大，还是个农业大国，农业的发展受到很大的重视。传统的耕作方式已经满足不了社会的需求，因此要将现代化的技术运用到传统农业中，提高生产力，提高农产品的产量。这是目前的重点研究方向。而加强温
12、室大棚的管理和控制也是目前研究的重要领域。传统的总线方式系统有很大的局限性，难以适应社会的发展。采用无线通信技术，可以远程数据采集监控，适应未来发展的需求。近年来我国开展了许多对温室的无线传感器和网络技术相结合的探索，取得了一2些成就。江苏大学的毛罕平教授等开发了一个温室内的全自动环境控制系统，可以很好地实现对环境因素的综合控制，而且在我国温室环境监控中成功推广。在上海蔬菜高科技推广中心，建造了智能温室两栋，每栋占地一千平方米，每公顷的费用一千二百万元，智能温室主要控制因素有水分、湿度、温度、光照、肥料，并且使用各种小型机械完成施肥、覆膜、松土等功能，达到了国际领先水平。总的来说，国内目前的温室控制技术还不成熟，还处在探索和发展
