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1、石河子大学信息科学与技术学院毕业论文课题名称：一种温湿度远程测量系统学生姓名：申香梅苏娇学 号：20080824312008082439学 院：信息科学与技术学院专业年级：电子信息工程专业2008级指导教师：刘恩博职 称：副教授完成日期：二O一二年六月六日一种温湿度远程测量系统学生：申香梅 苏娇指导老师：刘恩博摘 要随着工农业生产的发展,对温湿度环境的要求越来越高,使得温湿度的测量与控制应用更加广泛。许多产业对温湿度环境提出了较高要求:在粮食储藏、环境监测、大棚种植和温室环境等领域都需要精确的温湿度环境，因此,对温湿度的监测已成为工业生产过程中非常重要的技术要求。本项目研究的是基于单片机和GS
2、M模块的远程温湿度测量系统。在设计过程中主要使用电路图制板软件Altium designer、51单片机开发工具Keil51、串口调试助手、程序下载软件STC-ISP来完成系统的设计。系统通过温湿度传感器采集数据后，通过单片机的处理经由GSM模块远程传送给终端的移动手机显示采集到的数据。实验结果表明，该系统总体方案设计合理，软硬件系统设计切实可行，能够满足温湿度远程测量的实际需要。通过GSM方式无线传输数据,克服了传统方式传输的区域性和局限性,为远程监测温湿度环境提供了有力的手段。关 键 词：单片机；GSM模块；远程测量；温湿度采集ABSTRACTStudent: shen xiangmei
3、su jiaoTeacher: liu enboAbstract:With the rapid development of the agriculture and industry, the temperature and humidity measurement and control applications are widely used in order to meet the increasing demand. For examples, the highly demand in: grain restoration biochemistry pharmaceutical, ma
4、nufacture of integrated circuit and Greenhouse environment. Therefore, temperature and humidity control is a significant demand during the process of industrial manufacture. This research is designed toc creat a model of temperature and humidity remote measurement system, which is based on single ch
5、ip microcomputer and GSM module. After the data collection from the sensors, the data will be processed in the single chip microcomputer and then transferred to PC display by GSM module. The experimental results indicate that the system overall design is feasible due to the system results can meet t
6、he demand for the practical needs and the software and hardware system design is feasible.KEY Words：SCM；GSM；Remote testing；Temperature and humidity collection 目 录第一章 绪论11.1题目11.2课题背景11.3课题研究目的及意义11.3.1 研究目的11.3.2 研究意义11.4课题内容及分工21.4.1 课题内容21.4.2 课题分工2第二章 系统总体设计32.1系统设计总体思路32.1.1 系统开发总体思路32.1.2 系统设计功
7、能32.1.3 系统设计原理框图3第三章 硬件系统的设计43.1采集模块设计43.1.1 系统功能设计43.1.2 系统结构设计43.1.3 电源模块设计53.1.4 温湿度传感器模块设计63.1.5 键盘显示模块设计83.1.6 CPU主控模块设计93.1.7 系统总电路原理图113.1.8 PCB板的设计113.2 GSM模块简单介绍123.2.1 GSM模块类型123.2.2 SIM300产品概述123.2.3 SIM300主要特性简述13第四章 软件系统的设计144.1主程序的设计144.1.1 程序流程图144.1.2 主函数程序144.2主要子程序的设计144.2.1 采集程序的设
8、计144.2.2 短消息收发程序的设计144.2.3 LCD显示程序的设计14第五章 系统调试145.1系统调试思路145.2采集模块的调试145.2.1 采集模块的焊接调试145.2.2 采集模块功能调试145.3系统联调145.4调试结果14第六章 总 结14致 谢14参考文献14附录1 C源程序14第一章 绪论1.1 题目一种温湿度远程测量系统1.2 课题背景远程测量在实际生产过程中应用广泛，比如无人值守的变电站、气象站、田间水分测试仪等，具有一定的实用性。常规的测量系统需要人员去现场采集温湿度的数据，浪费人力和时间，十分不方便，利用DHT11温湿度传感器采集数据经过STC12C5A60
9、s2单片机内部处理经由GSM模块传到终端的PC机进行远程显示温湿度。1.3 课题研究目的及意义1.3.1 研究目的单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新，在试验检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面的知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对应用对象特点的软件结合加以完善，DHT11温湿度传感器12，具有结构简单、体积小、功耗小、抗干扰能力强、使用方便等特点。本文设计的一种温湿度控制系统，用STC12C5A06S单片机作为温控器，选用DHT11温湿度传感器，采用数码管实时显示温湿，通过串口利用单片机与上位机的通信，对田间等
10、温湿度进行测量。1.3.2 研究意义随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。温湿度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的跟中温度测量是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的测量直接影响着产品的质量。用单片机做成的产品外围元件很少，能实现的功能却很广，广泛应用于工业，农业等。兼于此，特用单片机设计此电路。温湿度测量在实际生产中有广泛的应用，如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。因而设计一种较为理想的温度控
11、制系统是非常有价值的。在国内外温湿度控制成了一广泛应用于很多领域的技术。具体如空调、冰箱、茶叶烘烤、粮仓温度控制、等等。粮食温湿度检测是储备库中防止粮食霉烂、保质存放的重要环节。对于一个农业大国来讲，粮食生产、需求与储备量都很大。大量粮食在储备的过程中常因粮食湿度过大而升温发热，导致粮食大量腐烂变质，给郭建带来巨大损失。本论文正是以此为出发点，对单片机控制的远程温度控制作了较详尽的介绍。1.4 课题内容及分工1.4.1 课题内容温湿度远程测量系统重要提供温湿度的远程测量，对远方地点温湿度进行显示。通过本系统的开发，我们可以实现以下功能：1) 可以对远方系统应用地点进行温湿度采集；2) 使用者可
12、以在远方终端计算机上看到所采集到的使用地点的温湿度。1.4.2 课题分工共同合作：系统调试测量，板子焊接，系统整体连接，毕业论文；申香梅：硬件系统的设计，毕业论文PPT撰写；苏 娇：软件系统的设计，用户手册的撰写。毕业设计成果：1) 系统实物一套；2) 系统执行程序一套；3) 毕业设计论文一份；4) 系统用户手册一份。第二章 系统总体设计2.1 系统设计总体思路2.1.1 系统开发总体思路本设计是基于单片机对采集温湿度数字信号的处理，数传模块（或GSM模块）进行数据远传，以单片机为核心的一套检测系统，其中包括单片机，数传模块（或GSM模块）、温湿度传感器、显示、系统软件等部分的设计。8系统功能
13、2.1.2 系统设计功能向手机发送温湿度数据并手机短信显示数据接收特殊短信LCD显示特殊短信的内容及电话号码LCD液晶 屏显 示本 地温湿度温湿度的采集图2-1 系统功能框图2.1.3 系统设计原理框图图2-2 系统原理框图第三章 硬件系统的设计3.1 采集模块设计3.1.1 系统功能设计1) 功能框图硬件实现的主要功能接收特殊短信温湿度采集显示特殊短信的内容与手机号 码LCD显示温湿度 图3-1 采集模块功能框图2) 功能说明：a) 先由上位机即任意移动手机先给GSM发送能够识别的短信，使其给单片机发送一个开始采集温湿度的指令b) 温湿度传感器将采集到的数据传送到单片机，并在液晶显示屏上显示
14、c) 将数据传给与单片机相连的GSM模块d) 监控终端由上位机手机移动终端组成，手机接收到由GSM模块经发短信方式发来的数据，并读取显示。3.1.2 系统结构设计1) 系统模块结构图LCD显示屏移动手机MCU温湿度传感器GSM 无线传输 信息采集终端 监控终端图3-2 系统模块结构图2) 系统单元模块说明系统由信息采集终端和监控终端组成。信息采集终端由温湿度传感器，单片机和GSM模块组成，监控终端由移动手机构成。3.1.3 电源模块设计1) 电源模块电路图 图3-3（a）电源模块电路图2) 电源模块电路图说明按下电源开关按键，经过L7805与电容组成的稳压器，使其输出稳定电压，这时指示灯LED1灯亮。3) 元器件选择及简介a) L7805外形图3-3（b）L7805实物图b) L7805概述电子产品中,常见的三端稳压集成电路有正电压输出的 7
