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基于单片机和蓝牙APP的环境温湿度监测系统设计与实现

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基于单片机和蓝牙APP的环境温湿度监测系统设计与实现_第1页
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内容摘要根据家庭生活和工业生产的需要,结合国内外研究现状,进行相关调研利用嵌入式微控制器技术,传感器技术和无线蓝牙传输技术,设计了一套基于单片机的智能蓝牙APP环境监控系统通过传感器技术收集环境变量信息,将环境变量信息反馈给单片机,单片机响应信号,驱动系统运行,并通过无线传输进行控制,实时获取当前环境数据并且设置环境报警值当实时环境数据超过预设的警报值时,系统将自动发出警报,并采取针对性的措施及时做出应急响应在提高人们家庭生活环境的生活质量的同时,也保证了工业生产工人的生命和财产安全关键词:环境温湿度监测;STC89C51;HC-05;DHT11;APP;SIC-ISPAbstractAccording to the needs of family life and industrial production, combined with domestic and foreign research status, relevant research is conducted. Using embedded microcontroller technology, sensor technology and wireless Bluetooth transmission technology, a set of intelligent Bluetooth APP environment monitoring system based on single chip microcomputer is designed. Collecting environmental variable information through sensor technology, feeding back environmental variable information to the single-chip microcomputer, the single-chip microcomputer responds to signals, the driver runs, and controls by wireless transmission to obtain current environmental data in real time and set environmental alarm values. When the real-time environmental data exceeds the preset alarm value, the system will automatically alarm, and adopt targeted measures for timely emergency response. While raising the variables of people's family living environment, it also guarantees the safety of life and property of industrial production workers.Key Words: Environmental temperature and humidity monitoring; STC89C51; HC-05; DHT11; APP; SIC-ISP目 录1. 绪论 11.1 选题意义与目的 11.2 国内外研究现状 21.3 论文的组织与结构 22 系统整体架构 43 系统主要硬件介绍 63.1 系统芯片 63.2 传感器检测模块 93.3 液晶屏显示模块 144 系统硬件设计 174.1 复位电路设计 174.2 晶振时钟电路设计 174.3 键盘设计电路 184.4 信号灯电路设计 194.5 报警电路设计 194.6 LCD1602电路设计 204.7 蓝牙模块设计 204.8 应急响应模块 225 系统软件设计 235.1 软件开发环境 235.2 总程序设计: 245.3 温湿度处理程序设计 255.4 按键程序设计 255.4.1 按键处理子程序设计 255.4.2 按键控制流程程序设计 266 结果验证和分析 286.1 硬件系统测试 286.2 软件系统测试 297 总结与展望 31参 考 文 献 32致 谢 331. 绪论1.1 选题意义与目的随着经济的腾飞,科技力量的不断创新。

人们对生活环境质量和安全问题也愈来愈重视人类历史科技历经三次变革,已由蒸汽时代,电力时代,发展到如今的信息科技时代在信息数据愈发重要的今天,人们同时也高度重视自身身处环境的安全隐患问题,人们对于能否第一时间获取当前环境数据愈发重视人们愈来愈渴求安全的居住环境和工作生产环境为了提高人们生活质量和防犯安全隐患以及保障工业生产顺利进行,引进了环境温湿度监测系统是非常必要的该系统通过对当前环境温度,湿度数据的采集,判断用户当前身处环境温度,湿度是否超过系统设定的报警值,同时用户也可通过自身环境需求,灵活调节当前环境温湿度报警值当报警声响起时,系统会自动响应并且处理当前环境温湿度问题,通过增温,降温,加湿,去湿等响应方法,对当前环境进行调节,保障人们的居家生活环境,工作生产环境在家庭生活中,温湿度环境监测系统可以自动监测调节用户居家生活环境的舒适度,为用户提供当前环境信息数据,自动调节;在工作生产中,当当前环境因素影响工作生产时,例如温度高低影响植物生长,温度过大影响食物储藏,温度过高影响易燃易爆物品存放等情况,该系统可以为当前工业生产进行现场保障除了能够监测当前环境的数据以及及时响应调节之外,人们对于能否够第一时间获取数据的需求也在不断增加。

人们希望能够通过无线数据传输,第一时间获取当前环境的数据变化,相对传统的有线监测,人们不仅需要近距离观看检测,耗费人力,物力,财力和时间,而已大量的数据揽线,布线占地,运维成本,也给人们造成了很大的困扰与此同时,智能一词也不断出现在我们的生活中,成为了人们耳熟能详的词汇,人们对于环境的质量要求越来越高,智能化产品不断面世,使得人们更倾向于像智能家居一般,远端控制的同时,也能够第一时间获取当前环境数据随着电子通迅技术和大规模集成电路技术的日益成熟,无线通迅技术也得到快速发展其中无线蓝牙通迅系统已经越来越多出现在我们的生活中,无论是与我们密切相关的家庭生活,还是工业生产,已经成为近年来新的发展趋势本设计将环境温湿度监测技术与无线蓝牙通迅技术相结合,将无线蓝牙通迅技术作为系统技术中的一个基本模块,完成单片机,传感器与蓝牙通迅的硬件设计和软件设计全面提高用户家庭生活和工业生产的安全性和实时性,在追求健康,安全的生活和生产环境趋势下,该设计拥有巨大的市场需求和商业价值1.2 国内外研究现状我国的智能环境监测系统起步缓慢,目前大多环境监测系统还停留在有线监测系统的规模上,对无线感知技术的应用比较少,大多家庭并没有配备相应的测试环境系统,工业生产安装的环境监测系统并不具备长时间的有效性和实用性。

大多依靠着人力,财力,时间但随着近几年人们生活水平的逐渐提高,对于智能化的理解加深,人们越来越追求智能化,安全化,实时化的无线环境监测系统与此同时,随着IEEE802.11 WLAN、蓝牙、IrDA、Home-RF、ZigBee、微功率等短距离无线通信技术的日益成熟,国家和企业对智能无线环境监测技术领域的研究和投入不断加大,无线环境监测技术有望得到全面推广应用从国外的角度来看,智能无线环境监测技术发展得早,特别是发达国家,早在上世纪九十年代已经开始投入研究,提出智能家居的概念,在无线环境监测技术上有着丰富的研究经验和实战经历他们不仅局限于家庭,工业生产环境的无线监测,更多地还研究投入无线传感网感知系统例如美国哈佛和BBN公司合作开发的City Sense无线传感器网络技术,用于对监测大环境下的大气状况,例如温湿度,CO2浓度,风速,海水温度等环境数据他们的无线监测范围已经扩大到一个区域,甚至是一个城市,一个国家根据目前无线监测系统行业以及人们生活中,工作中对于环境监测技术的极大需求,智能蓝牙APP环境监测系统还处于稀缺状态,本课题根据国内外研究发展状况,以及结合无线通讯检测行业、居家生活、工业生产的需求分析智能蓝牙APP环境监测设备的特点以及产品的研究和发展,研发价格合理集自动监测家庭环境,工业生产场所温度与湿度报警系统,以及当事故发生后自动应对措施(降温,升温)为一体的智能蓝牙APP环境监测系统。

1.3 论文的组织与结构论文目录的前面是摘要部分,对论文内容作出简要陈述,高度概括了整个项目设计的研究背景,研究方法,研究内容和主要结论论文内容共分为七个章节,各个章节内容的具体介绍如下: 第一章:绪论 该部分重点介绍了目前国内外无线环境监测系统的研究状况,分析了无线环境监测系统研究的背景和意义,间接地提出了课题研究的主要内容和应用方向第二章:系统整体架构该部分对蓝牙APP环境监测系统的整体架构设计方案进行了详细描述,将系统模块化分析,分析系统组成,围绕单片机STC89C51为核心,配置六大模块,传感器模块,按键模块,蓝牙模块,显示模块,报警模块以及应急响应模块,各模块之间相互独立而又相互依赖第三章:系统主要硬件介绍 该部分介绍了系统的主要硬件设备构成,通过对主要硬件的自身参数分析,以及功能介绍,了解了系统的基本原理和思路,通过硬件设备角度进行分析阐述 第四章:系统硬件设计 该部分将系统硬件系统通过模块化方式进行详尽的分析阐述,通过硬件电路设计角度,由大化小,将系统整体电路拆分为复位电路设计,晶振时钟电路设计,键盘电路设计,信号灯电路设计,报警电路设计以及显示电路设计,从电路原理和串口连接的分析的角度,对系统硬件进行阐述。

第五章:系统软件设计 该部分介绍了系统的程序开发环境和主要软件程序流程,通过流程图的形式,对系统主控制程序,传感器程序,按键程序进行步骤的分析以及原理的阐述第六章:结果验证和分析该部分给出了系统软件和硬件的测试方法,通过软件和硬件两个角度对系统进行调试,针对系统功能进行验证分析第七章:总结与展望该部分对课题的研究工作进行了总结,对比国内外优秀设计,提出了目前系统存在的不足和短板,以及指出了未来系统发展优化改良的方向2 系统整体架构在设计整个智能蓝牙APP环境监测系统上,考虑了非常多的内容首先就是对本文项目设计的实时监测系统,进行具体的定位和研究偏向思考,本文设计的智能蓝牙APP环境监测系统不仅适用于日后家庭生活中,而且在工业生产中,也将发挥出重要的作用因此,在许多控制思路、与制作细节上,先从它的实用性、便操作性开始做起,凭借自己的经验不断地学习,将整个系统设计偏向在实用领域从初步预想和实际应用出发,整个硬件设计系统采用模块化组建方式,各模块之间相互独立,而又互相依赖,以微处理器为核心,电路搭建为桥梁,系统电路原理图见附录1所示围绕着感应系统模块,键盘输入模块,液晶显示模块,报警模块,无线模块以及应急响应模块等部分组成。

图2.1”表示的是本文项目设计的智能蓝牙APP环境监测系统整体架构用户使用前根据实际情况设定当前监测环境温湿度临界值,并将其输入程序中,实现调节该温湿度最大、最小值有两种方式,一种是通过按键模块调节,另一种是APP调节温湿度传感器的监视值被发送到单片机,如果当前环境温湿度超过临界值,报警模块报警,应急响应模块迅速响应信号,发出指令,实现自我调节,处理当前存在的隐患APP采用串行通讯APP通过蓝牙将数据传输到与微控制器相连的无线模块,该无线。

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