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1、 武汉科技大学硕士学位论文基于Stm32的温湿度检测系统姓名：陈城申请学位级别：硕士专业：控制工程指导教师：潘炼20120527 縠 血 竧 曲 蟄 、曲 湿 度传 感 器 研 制 方 面 较 我们国家更 好 ，在湿 度检 测 方 面 技 术 水 平更 为 先 进 ，对 于湿 度测随 着 微米、纳 米技 术 和 微机 械加 工 技 术 缤 椒 鋁 射 线 光 刻、无 应 力微薄 接口 进 行 监控和 操 作 。由于 它 具 有集成 度 高、 数 字 化 鲜 明的 特 点 ，使 得 传 感 器能 通过 现场总线对 采 集到 的 信号 及 时 的 进 行 决策 、 规划 、 补偿 和 处理 ，实时
2、 性 和 可 靠 性 高，能 使 系 统在 最短 的 时 间内 获得 最有效 的 信息，方 便进 行 监测和 控制 ，大 大 冲 击 了传 统 大 量 电 缆布线的 方 式。无线传 感 器的 实现更 是 使 得 控制 人 员 能 够 通过 网 络 实现对 现场的 远程 实时 监控和 控制 ，极大 的 提 高的 劳 动生产 率 。在 我 国 的 十二五 规划 中 ，将适 用 于 物 联 网 的 智 能化 、 网 络 化 传 感 器等列 入 重 点 产 业发展名 单中 ，无线传 感 器技 术 和 物 联 网 技 术 的 融 合将促 进 产 业链 的 升级 ，直接 推动电 子、 电 器、 电 力 等
3、行 业产 业的 革 新 。比 如 空调借助 敏 感的 传 感 器，获取室 内 外 温 湿 度 数 据，与 电 网 数 据连接 在 一 起 ，通过 网 络 技 术 ，实现智 能变 频 和 智 能 控制 ，这 是 中 国 家用 电 器工业“十二五 ”发展规划 的 建议 中 对 于 家电 行业节能 减排的集中体 现腩 儿引。 第 二章 系统 总体 方 案 设 计 等几 种。 温 湿度 传 感 器 是 整 个系统的 前 端采 集 单元 ， 负 责 数 据 的 采 集 ， 它 是 系统构 成 的基 础 ， 我 们 可供 选 择的 方 案有 传 统的 温 湿度 传 感 器、 集成 式温 湿度 传 感 器和
4、 数字式温 湿度 传 感 器等几 种。 考 虑 到实 际运 用 中 不 仅要 求系统运 行稳定、 数据准 确 等， 还 对 价 格 、开 发 周 期 、 使用 环 境等也 提 出 了比 较 高的 要 求， 所 以 我 们 的 首要 任 务是 选 择适 合 现场环境 的 的 温 湿度 传 感 器 以 及 性 价 比 的 内核控 制芯片。 测量元 件 检 测的 数据 是 否 稳 定 可 靠。 一 般 说来 ， 工 业 环境 比较 复 杂 ， 受 外 界 环境影响比大 ， 传 感 器 工 作 一 段 时间后， 可 能 会 由于 受 电 磁 、空 气粉 尘 、毒 性 气体 等 影响，导 致测量结 果
5、会 产 生一 定 的 偏 差 。 在 使 用 设计 时， 应 充分考 虑 如 何 保 证传 感 器 如 何 长 时一 般 情 况 下 ， 控 制 器 的 选择需 要 遵 循 以 下 几个 原 则： 控 制 器 的 工 作 电 压 及 工 作 温 度 是 否 满 足现场 环境 的 要 求 。本 系统 的 目的 是 完成 对 采集 数据 的 处理并能 实 时对 现场 环境 进 行监 控 ， 所以 我 们 在单 片 机与 啾龋 捎 谄涔 口比较 、外 设资 源丰富等 原 因多 使 得 其应 用 范 围更广， 价 钱 也相 对 冉 媳 阋 耍 7 缏 废 喽约虻 鳧比单 片 机的 处理速 度 更快 ，
6、功 能 更为 强大 ， 能 够满 足需 要 对 数字信 号进 行处理的 环境 。 而 由于 在 本 系统 中 ， 没有比较 复 杂的 数据 处理， 最 后从经 济 适 用 的 角 度 考 虑 我 们 选择了单 片 机作 为 控 制 器 。 并且 考虑 到 后期设计 中 可 以 对 系统 进 行一 定 程 度 的 扩展升 级 ， 对 单 片 机的 系能 和外 部 资源有一 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文 内 核 ， 盗形 刂 破 魈 峁 罡 叽 内 部集 成 度 高 。内 嵌 緕 的 振 荡电 路 、 看 门 狗定 时 器 、 电 源控 制 器 、 位 紸 逼 鳌 采 样通 道 等 丰 富
7、的 资 源大 大 降低了开发 的 复 杂 性 。榛 畹木 蔡 娲 刂 破 鳌 块 独 立 的 分区支 持 外部存 储 器 ， 支 持， ， 琋 以及等 各 种存 储 器 ， 并 可以从 外部存 储 器 中 执行代码 ， 没有 严 格 的 编 码 要求， 简 化 了开发 流 程。 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文第 页图 的 内 部结 构 图图 璉 脚 图 第 页引 脚 说 明如 下 ： 到 的时 钟序 列 的高电平 时 单片 机读 取 外 部 数据并进 行 存 储校 准 ， 同 时 在传 输 数据的过程中， 需 要 保持 高电平 ， 并 且单片 机的数据线 输 出 低 电平 。 同 时 外
8、 部 接 一 个大 概 的上 拉 电阻 ， 从 而 保证 当 总 线 空 闲 时 状 态为 高电平 。图 硬件 连 接 示意 图 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文第 页采 用 单 总线 通 信 ， 只 需 要 使 用 一个 接 口， 节省 控 制 器资源； 搭 救 总线 。鞲 噩 循号，数 据 不 一样 ， 则 说 明 数 据 错 误， 放弃 ， 并 等 待 下次 数 据 输 入 。 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文第 页明的 是 当温 度 低 于 娴氖 焙 蚴 莸淖罡 呶 恢。比 如 当采 集 到 的 温 度 的 位 数 据 为基 本 参 数木 木 衄宽 宽 白 色不 包含 直接 模
9、块 的像素 点 的地 址 映 射 关 系如 图 所 示：图 显示区域像素 点 的映 射 图 第 页 第 页 第 页在 转 缏 返 纳杓 剖故 保 褂 肔 性 价比 很 高 。转 缏 返 纳杓 迫 缤 当 采 集 到 的温 湿 度数 据超 出系 统 给 定 的范 围时， 并 且 在 一 定 时间 内 维 持 不 正 常状 态 ，所示 ： 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文第 页飞遥落黼 附 第 页 由于 本设计 会要 求 单片机 能 对不 同的 采 集 单元 采 集 的 信 息 进行 收 集 处 理 ，故 在 串口通 信 中使用了通 信 协 议 。 协 议 是 串行 链路 协 议 的 一 种，
10、通 过 单播 模式 或在 同一 时 刻，只 有 一 个 主 节 点连 接于 总一 般 说 来 ，事 务 处 理 过 程 都是 由主 节 点发 起。 主 机 按 照一 定 的 格 式 发 出请 求 之后，当 子 节 检测到有 信 息 输 入 的 时 候，需要 对接受 的 数 据进行 解 码 ，校 验 数 据是 否 准 确，在串行 链路 中，有 两种检验 方法：奇 偶校 验 和帧校 验 。 由于 奇 偶校 验 只能 检测到数据帧在 传 输 过 程中丢 失 奇 数 “位 ”时 才 产 生的 错误。 例 如 采 用偶校 验 数 据时 ，一 个 包含觥 ”位 的 数 据丢 失 觥 ”位 时 ，校 验 结
11、 果 仍 然 是 偶数 ，这 样 无 法对完 整 的 信 息进行 判断。 所 以 在 信 息 传 递 中应 用不 是 很广 泛 。 而 帧校 验 则是 设备通 过 协 议 通 讯时 数 据的 接受 和 发 送 都是 对以 帧为 单位 的 一 串数 据进行 收 发 ，所 以 通 过 帧来 对数 据进行 武 汉 科 技 大 学硕士学位 论文第 页 泐 堑 鹿 鶮菊攵 訟 公 司 目 前 最 新 推出的各 种嵌入 式处 理 器 的软 件开发 工具。 它 内部集 成了开发 环 境 ，引入 了灵 活 的窗 口 管 理 ，使 得 用 户 能很便 捷 通 过 窗 口 上 的快 捷 工具实现 对 开发 环 境
12、 的控 制 。 还 集 成了编 译 器 ，开发 人员能直 接对 目 标内容 进行 仿 真 、 调试和编 译 。 并且系统支持 、 和最 新 的 内核 处 理 器 ，自 动配 置启动代 码 ，扩展 了将 目 标程 序 通 过 接口 适配 器下 载 到 单 片机 中进行 调试。 第 页、 卜 磐 。 课 篿 篓 何砬 銁 曩翠 圈 点二 圆 氅哆跫 熙 卿一懑麓 缝戮鬣 镬 魏 瞧憋 鬻鬟骥 湖辫警 赣 瀚鳕鞫燃 ， 要 。 。、曩 第 页木 笔只 率 6取 ；”字 样 第 页计算， 最 后 通 过 函 数 址 输出 最 新采 集 到 的数 据。 值标 定数 据显示 的位 置： 第 页 每 个 数 字 转 换 成字 符 在 指 定位 加上 小 数 点
