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1、学号 14112101*毕业设计 （论文 ）题目: 基于单片机的无线温湿度检测系统的设计作 者 * * * 届 别2015届院 别 信息与通信工程学院 专 业 自动化 指导教师 职 称 完成时间2015年 5月 18日湖南理工学院毕业设计 （论文 ）摘要温湿度测量在工业生产中有着广泛的应用，是人们日常生活中常见的物理量，工 业生产、机械制造、制药、烟草、档案的保管、粮食的储存等领域对温度和温度有非 常严格的要求。传统的温湿度传感器需通过较复杂的电路才能将温度信号转化为数字 信号，且远距离传输会引起很大误差。监控室与现场之间必须敷设大量的电缆，非常 麻烦。所以为了适应工农业生产需要、为了满足大型
2、场所的测量、为了能进行方便快 捷的维护操作，文中设计的系统采用无线温湿度检测的方案，不必敷设电缆，可以节 省费用和时间。该采集系统分为采集模块和数据处理模块， 以 AT89C52芯片为主控芯 片，利用数字式温湿度传感器 DHT11 进行温度和湿度的数据采集，采用 nRF24L01 无线传输模块进行无线通信，显示屏 LCD1602 对温湿度进行显示。使用 Keil C51 编 程软件对系统进行软件设计，最后完成实物制作并对实物进行测试。测试结果显示， 系统能够将采集到的数据经无线传输后在 LCD1602 上实时显示，可实现温湿度采集、 无线传输和显示功能，并能在温度或者湿度在超过报警上限时发出警
3、报，因此具有一 定的应用价值和应用前景。关键词 ：温湿度测量； AT89C52；温湿度传感器；无线传输湖南理工学院毕业设计 （论文 ）AbstractTemperature and temperature requires strict very much in industrial production, machinery manufacturing, pharmaceutical, tobacco, file storage, grain storage and other fields. The traditional temperature and humidity sensors
4、required by the complex circuit to make temperature signal into digital signal, it will cause big error for the remote transmission. Its very troublesome to lay a number of cables between the control room and the scene. In order to adapt to the industrial and agricultural production, the needs of la
5、rge places measurement, maintain and operation convenient. This system is based on wireless transmission so it can save cost and time and without cable. The acquisition system is divided into the acquisition module and the data processing module, based on AT89C52, Temperature and humidity data acqui
6、sition of the digital temperature and humidity sensor DHT11, Wireless communication with nRF24L01 wireless transmission module, Temperature and humidity display LCD1602. Using Keil C51 to design the software of the system, then complete the physical production and test it. Test results shows that th
7、e system can display the collected data after the wireless transmission and can be displayed on LCD1602 in real time., Temperature and humidity, wireless transmission and display functions can be achieved, And it can issue an alert when temperature or humidity exceeds the limit of the alarm, So, it
8、has certain application value and application prospect.Key Words: Temperature and humidity measurement; AT89C52; humidity sensor; wireless transmissionII湖南理工学院毕业设计 （论文 ）目录摘 要 IAbstract II第一章 绪 论 11.1 温湿度检测技术的简介 11.2 温湿度检测技术的发展历程与意义 11.2.1 温湿度检测技术的发展历程 11.2.2 单片机的发展 21.2.3 温湿度检测技术研究的意义 31.3 论文的组织结构 3
9、第二章 温湿度检测系统的基本原理和设计方案的选择 42.1 系统的基本原理概述 42.1.1 系统功能 42.1.2 系统总体功能设计 42.2 系统设计方案选择 52.2.1 主控芯片选择 52.2.2 温湿度传感器的选择 52.2.3 无线模块选择 52.2.4 显示模块选择 62.3 设计要求 62.4 本章小结 6第三章 系统硬件设计 73.1 总体结构设计 73.2 数据采集模块设计 73.2.1 单片机控制模块 73.2.2 温湿度采集模块 103.2.3 无线传输模块 123.3 数据处理模块 153.3.1 单片机控制模块 153.3.2 数据处理模块中的无线传输模块 163.
10、3.3 LCD1602 液晶显示模块 163.6 本章小结 18III湖南理工学院毕业设计 （论文 ）第四章 系统软件设计 194.1 编程环境 194.1.1 编程环境介绍 194.1.2 编程语言 194.2 系统软件设计 194.2.1 数据采集模块软件设计 194.2.2 数据处理模块软件总体设计 214.3 无线收发模块软件设计 224.3.1 无线发射模块软件设计 224.3.2 无线接收模块软件设计 224.4 本章小结 23第五章 系统性能测试 245.1 软件调试 245.1.1 件调试工具 245.1.2 软件调试原理及结果 255.2 硬件调试 265.2.1 所设计出来
11、的硬件 265.2.2 硬件调试方案 275.2.3 测试结果 275.3 本章小结 29第六章 总 结 30参考文献 31致 谢 32附录一 检测发送模块原理图 33附录二 接收显示模块原理图 34IV湖南理工学院毕业设计 (论文 )第一章 绪 论1.1 温湿度检测技术的简介无线温湿度检测器是一种用于仓库和蔬菜大棚等具有温湿度检测、无线传 输、温湿度显示和超限报警功能的仪器。 系统由发送端和接收端两部分组成。 发 送端将温度传感器检测到的温度值经单片机进行数据处理后， 通过无线收发模块 无线发送， 接收端将接收到的数据信息显示在液晶屏上， 并附加温度限设置和超 限报警功能。 无线检测系统需实
12、现参数信息实时且快速有效的检测， 其服务模式 是向人们提供一个更高效， 更快捷、更全面服务。 由于当前的检测技术比较滞后， 检测过程中会遇到很多困难和难题， 本论文便着手研究更好的检测方案， 利用现 有的无线检测技术， 在传统的检测方法里寻找突破， 努力让检测水平达到一个新 的高度，提供科学可靠的检测数据， 使用无线检测网络， 可以大大降低布线和管 理的难度，也可以大幅减少物力、人力、资金的投入，从而降低成本。无线检测 系统具有不借助外部网络、 快速安装、抗毁性强等特点， 可以使人们在任何时间、 地点和任何环境条件下获取大量的、可靠的数据信息。1.2 温湿度检测技术的发展历程与意义1.2.1
13、温湿度检测技术的发展历程温度测量是现代检测技术非常重要的组成部分， 在保证产品的质量、 节约能 源和生产安全等方面起着尤其关键的作用。在温度测量方面 1，各个国家都有着 自己的研究成果， 前苏联研究出了分辨能力达到了 0.0001的压电石英频率温度 计，具有温度与频率线性特性温度范围而在-40 230之间，理论上可达0.00001。美国的 25 欧标准铂电阻温度计，分辨率甚至有 0.00002，我国生 产的石英温度检测器误差在 0.05以内，分辨率高达 0.0001。我国航天工业总 公司研制的 5901(STP-1000)型粘贴式测温片，静态测温精度为 0.5%，快速响应 时间小于 0.013
14、s。人类在 18 世纪就发明了干湿球湿度计，这种湿度计的准确度取决于干球、 湿球两支温度计本身的精度， 这种湿度计必须处于通风状态， 在纱布水套、水质、 风速都满足一定要求的时候， 才能达到规定准确度。 这种湿度计的准确度一般只 有 5 7RH，只能算是勉强可以用来测量湿度， 不适用于要求比较高的场所。湖南理工学院毕业设计 （论文 ）随着科技的发展，近几十年来特别是近 20 年电子式湿度传感器发展起迅速，湿 度传感器的准确度越来越高，电子式湿度传感器 2准确度可以达 2 3RH。湿度传感器研究方面国外比国内起步的要早， 目前处于国际领先地位的是德 国和美国，测量精度可达 2%RH。近几年，电阻
15、式湿度传感器发展非常快，电 阻式陶瓷湿度传感器在特性方面做了非常大的工作投入， 并且在高分子电阻式湿 度传感器上做了进一步的研究，这种传感器有出色的稳定性、精度和响应特性， 应当引起足够的重视。 根据工业自动化的控制要求， 为了满足更高精度领域的需 要，国内外正在进行新型湿度传感器的研制与开发。大规模集成电路技术以及光通信技术的迅速发展， 信息的传输和处理技术有 着划时代的进展， 发展相对比较滞后的传感器技术业得到了世界的普遍重视。 所 以，今后一个时期传感器技术会成为研究的新方向，有可能会形成较大产业。1.2.2 单片机的发展单片机的发展 3历史如果以 8 位单片机的推出作为起点的话大致可分为以下 几个阶段：（1）第一阶段（ 1976-1978）：单片机的探索阶段。以 Intel 公司的 MCS-48 为代表。它的推出是在工控领域的探索，参与这一探索的公司还有 Motorola 、 Zilog 等，他们都取得了比较满意的效果。这就是 SCM 诞生的年代， “单机片 ” 一词也从此为人们所熟知。（2）第二阶段（ 1978-1982）单片机的完
