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1、广西科技高校毕业设计说明书课题名称 无线环境监测模拟装置的设计 系 别 专 业 电子信息科学与技术 班 级 学 号 姓 名 指导老师 2013 年 5 月 20 日广西科技高校理学院电科专业2013届毕业设计论文 无线环境监测模拟装置的设计摘 要近几年，随着科学技术的快速发展，单片机的普及和应用正在得到不断推广和深化，于此同时带动了传统的限制检测技术也得到了日益的更新。在实时环境检测和自动化限制的单片机应用系统的领域中，单片机在系统中经常以核心部件出现，单方面驾驭单片机方面学问是远远不能满意开发需求的，必须要依据详细要求硬件结构软硬件有机结合，加以完善。无线环境监测模拟装置的系统，无线环境监测
2、模拟装置具有对温度和光亮的检测功能，并且可以通过无线网络传输数据。不仅能很好的检测环境变更，而且无线传输便利好用。本设计采纳STC12C5A单片机来实现无线环境监测功能的限制，同时采纳LCD1602、DS18B20，NRF24L01、光敏电阻以及其它芯片来铺助，从而达到智能限制的功能。通过STC12C5A芯片的各个端口来限制各个模块的正常工作。本设计有接受和发送两个模块，各模块都能独立工作，通过无线通信技术进行数据传输。可实现对发送模块地区的温度与光亮检测，并可在接收模块显示出来。本系统好用性强、操作简洁、扩展性好。关键词：单片机； 温度； 环境； 无线； 光亮 IAbstractIn rec
3、ent years, with the rapid development of science and technology, popularization and application of microcontroller being constant promotion and in-depth, in which the traditional control while driving detection technology has been increasingly updates. In real-time environmental monitoring and autom
4、ated control systems in the field of microcontroller applications, the microcontroller in the system core components often occur unilaterally master microcontroller knowledge is far from being able to meet development needs, must be in accordance with the specific requirements of the hardware struct
5、ure of hardware and software organic combined to be improved.Analog Devices wireless environmental monitoring systems, wireless environmental monitoring analog device has a temperature and light detection function, and can transmit data over the wireless network. Not only can well detect environment
6、al changes, and wireless transmission convenient and practical. The design uses a single chip to achieve STC12C5A wireless environmental monitoring function control, while using LCD1602, DS18B20, NRF24L01, photoresistor, and other chip shop help to achieve intelligent control functions. STC12C5A chi
7、p through the ports to control the normal operation of each module. Designed to receive and send the two modules, each module can work independently, via wireless communication technology for data transfer. The transmission module can realize the temperature and light detecting region, and is displa
8、yed in the receiving module.The system is practical, simple, and good scalability.Keywords: microcontroller; temperature; environment; wireless; bright广西科技高校理学院电科专业2013届毕业设计论文 无线环境监测模拟装置的设计目 录1 绪论- 1 -2 课题的设计要求和设计方案- 2 -2.1 设计要求- 2 -2.1.1 题目概述- 2 -2.1.2 设计任务- 2 -2.1.3 设计要求- 2 -2.2 设计方案- 2 -2.2.1 供电方
9、案- 2 -2.2.2 无线通信方案- 3 -2.2.3 显示方案- 4 - 温度检测方案- 4 -2.2.5 光线检测方案- 5 -3 芯片的介绍及应用- 6 -3.1 STC12C5A60S2系列单片机简介- 6 -3.1.1 STC12C5A60S2系列单片机的引脚及功能- 6 - 单片机最小系统的设置- 10 -3.2 LCD1602芯片介绍及应用- 10 - 液晶显示器的介绍- 10 -3.2.2 LCD1602的显示原理- 10 -3.2.3 LCD1602的基本参数及引脚功能- 11 -3.2.4 LCD1602的特性- 11 -3.2.5 LCD1602的运用方法- 12 -3
10、.2.5 LCD1602的限制指令- 13 -3.3 DS18B20芯片介绍及应用- 13 -3.3.1 DS18B20引脚功能- 13 -3.3.2 DS18B20读写说明- 14 -3.4 NRF24L01芯片介绍及应用- 15 - NRF24L01芯片的介绍- 15 -3.4.2 NRF24L01芯片的引脚功能- 15 -3.4.3 NRF24L01的固件编程的基本思路- 15 -4 程序的设计流程- 17 -4.1 DS18B20模块流程图- 17 -4.2 无线通讯接收模块流程图- 17 -4.3 无线通讯发送模块流程图- 18 -4.4 LCD1602模块流程图- 19 -5 软硬
11、件的调试- 20 -5.1 硬件原理图- 20 -5.2 硬件实物图- 21 -结 论- 22 -致 谢- 23 -参考文献- 24 -附 录- 25 -广西科技高校理学院电科专业2013届毕业设计论文 无线环境监测模拟装置的设计1 绪论由于人们生活环境的不断恶化，人们对环境问题的相识伴随着人类社会的发展进程也在不断地加深。环境爱护正日益被重视起来，随之环境监测市场也不断扩大。然而现阶段的环境监测站却不能满意社会的环境监测需求的增长，随着国家政策对环境监测领域的支持，环境监测基础建设得到了快速的发展。环境监测的前景不行忽视。环境问题以是当今国际社会的普遍问题，环境污染这一问题在我国尤为突出，因
12、此环境监测渐渐被人所重视。环境检测，是一项技术性很强的新兴行业。 环境检测的介质对象大致可分为水质检测、空气检测、土壤检测、固体废物检测、生物检测、噪声和振动检测、电磁辐射检测、放射性检测、热检测、光检测、卫生（病原体、病毒、寄生虫等）检测等。环境检测的对象以及环境困难多变，因此尤为须要不同的环境监测设备以代替人为的去对环境的检测。 环境监测技术是环境污染限制的眼睛，是探讨环境质量变更趋势的重要手段，是环境爱护的基础。随着社会经济的发展，各个国家对环境爱护的意识都在加强。对于一些比较恶劣的环境，很难人工进行检测，因此，检测环境的仪器就显得更为重要的了。随着现代工业化的不断发展，人们对工厂的工作
13、环境要求不断提高，尤其是现代工业对环境温度、光照的限制要求越来越高,很多车间在生产特定产品时都须要对车间温度、光照进行监控。而无线环境检测装置的便捷性使它更受市场的欢迎，无线环境检测装置的商业价值潜力巨大。无线环境监测模拟装置具有对温度和光亮的检测功能，并且可以通过无线网络传输数据。不仅能很好的检测环境变更，而且无线传输便利好用。- 23 -2 课题的设计要求和设计方案2.1 设计要求 题目概述无线环境监测模拟装置是可以检测环境相关指标，并能通过无线传输相应信息的设备，它可以加强环境的检测，节约人力资源，提高环境检测的效率。它适用于各种环境，各种地势等不同状况下对环境检测的需求，能在人类难以或
14、无法到达的区域进行环境的检测。 设计任务设计并制作一个环境监测，实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和1个探测节点组成。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据的功能。 设计要求1. 实现对探测节点周边温度和光照信息的探测。2该装置由1个监测终端和1个探测节点组成。3监测终端和探测节点均含一套无线收发电路，要求具有无线传输数据功能。4监测终端有显示设备可以显示相关信息。2.2 设计方案 供电方案假如要使本次无线环境监测模拟装置能正常而稳定的工作，就必须要有稳定牢靠的电源。而本次设计涉及到的模块比较多，电源供求量比较大，而且NRF24L01无线模块须要运用3.3V的电源供电，所以本次设计了以下方案：采纳USB转接口5V电压供电，在运用LM1117芯片将5V的电压转换为3.3V的电压。这样即简洁而又可供应稳定的电源。5V转3.3V供电电路如图2.1：图2.1 5V转3.3V电路图USB-5V供电接口电路如图2.2：图2.2 USB-5V供电接口电路
