基于温湿度传感器物联网应用实时 数据处理系统开发(个人版 3)
《2024年基于Stm32的温湿度检测系统》范文

《基于Stm32的温湿度检测系统》篇一一、引言随着科技的进步和物联网的飞速发展,温湿度检测系统在各个领域的应用越来越广泛。
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点,广泛应用于各种嵌入式系统中。
本文将详细介绍一种基于STM32的温湿度检测系统,并阐述其设计思路、工作原理和性能特点。
二、系统概述基于STM32的温湿度检测系统主要由传感器模块、微控制器模块、通信模块以及显示模块等组成。
传感器模块负责采集环境中的温湿度数据,微控制器模块负责数据处理和控制系统工作,通信模块用于与其他设备进行数据传输,显示模块则用于显示温湿度数据。
三、硬件设计1. 传感器模块传感器模块选用DHT11温湿度传感器,该传感器具有响应速度快、精度高、稳定性好等优点。
DHT11通过I/O口与STM32微控制器进行通信,将采集到的温湿度数据传输给微控制器。
2. 微控制器模块微控制器模块采用STM32系列微控制器,负责整个系统的控制和数据处理。
STM32具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点,可满足温湿度检测系统的需求。
3. 通信模块通信模块可根据实际需求选择不同的通信方式,如UART、SPI、I2C等。
本系统采用UART通信方式,通过串口与上位机进行数据传输。
4. 显示模块显示模块可选LED、LCD等显示设备。
本系统采用LCD显示屏,可实时显示温湿度数据。
四、软件设计软件设计主要包括传感器驱动程序、数据处理程序、通信程序以及显示程序等。
1. 传感器驱动程序传感器驱动程序负责初始化DHT11传感器,并读取其采集到的温湿度数据。
驱动程序采用轮询方式读取传感器数据,并通过I/O口将数据传输给微控制器。
2. 数据处理程序数据处理程序负责对传感器采集到的温湿度数据进行处理和转换。
本系统将原始的数字信号转换为摄氏度温度和相对湿度,以便于后续分析和处理。
3. 通信程序通信程序负责将处理后的温湿度数据通过UART口发送给上位机。
通信协议采用标准的串口通信协议,确保数据传输的可靠性和稳定性。
基于云平台的物联网温湿度监控系统

基于云平台的物联网温湿度监控系统物联网技术的应用已经渗透到各个领域,其中温湿度监控系统在很多实际应用中具有重要意义。
本文将介绍基于云平台的物联网温湿度监控系统的原理、架构和应用。
一、系统原理基于云平台的物联网温湿度监控系统是通过传感器将温湿度数据采集并传输到物联网平台,再通过云计算进行数据存储和分析,最终通过用户界面提供实时监控和管理。
其主要原理如下:1. 传感器采集:通过温湿度传感器采集温湿度数据,并将数据转换成电信号传输。
2. 无线传输:将传感器采集的数据通过无线通信方式(如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等)传输到物联网平台。
3. 云计算存储和分析:物联网平台接收到传感器数据后,将数据存储到云端数据库中,并进行实时分析和处理,提取有用信息。
4. 实时监控和管理:用户通过手机端或电脑端的用户界面可以实时查看温湿度数据,进行远程监控和管理。
三、系统应用基于云平台的物联网温湿度监控系统可以应用于各个领域,以下介绍几个典型应用场景:1. 家庭智能控制:通过安装温湿度传感器,将家庭内不同房间的温湿度数据传输到物联网平台,用户可以通过手机App实时监控室内温湿度,并进行智能调控和控制。
当温度过高时,自动开启空调进行制冷。
2. 农田监测:农田的温湿度对农作物的生长和产量有重要影响。
通过部署温湿度传感器到农田中,可以实时监测土壤温湿度,并根据数据进行精确的灌溉控制,提高农作物的产量和品质。
3. 仓库环境监测:仓库内的温湿度对存储商品的安全性和质量有关。
通过安装温湿度传感器,可以及时监测仓库内的温湿度情况,当温度或湿度超过设定范围时,及时发出警报,以保障商品质量。
4. 医疗设备监测:在医疗过程中,一些设备需要在特定温湿度条件下工作。
通过安装温湿度传感器,可以监测医疗设备的工作环境,实时检测温湿度是否符合要求,并进行相应的调控和报警。
总结:基于云平台的物联网温湿度监控系统能够实时监测温湿度数据,并通过云计算进行存储和分析,为用户提供远程监控和管理的功能。
物联网环境下的温湿度传感器研究与应用

物联网环境下的温湿度传感器研究与应用近年来,物联网技术的迅猛发展,为各行各业带来了巨大的机遇和挑战。
而在物联网环境下,温湿度传感器的研究与应用也越发受到关注。
本文将对物联网环境下的温湿度传感器进行研究,探讨其应用前景及存在的问题,并提出进一步改进的方向。
一、温湿度传感器的研究与发展温湿度传感器是一种用于测量环境中温度和湿度的设备。
随着物联网技术的快速发展,传感器的小型化、智能化和无线化已成为研究和发展的重点。
目前,温湿度传感器主要采用电阻式、电容式和表面声波式等不同原理的传感器技术。
在物联网环境下,温湿度传感器扮演着重要的角色,可广泛应用于居住环境、工业生产、农业等领域。
例如,在居住环境中,温湿度传感器可帮助实现自动调节室内温湿度、提高生活质量。
在工业生产中,温湿度传感器可用于监测设备运行状态,提高生产效率。
在农业领域,温湿度传感器可用于监测土壤湿度和气温,提供农作物生长环境的信息,实现精准农业。
二、温湿度传感器在物联网应用中的问题及挑战尽管在物联网中温湿度传感器具备广阔的应用前景,但目前在实际应用中仍面临一些问题与挑战。
首先,传感器的准确性是一个重要的问题。
在物联网中,温湿度传感器作为数据采集的关键环节,其准确性对于后续数据处理分析的可靠性至关重要。
然而,由于传感器技术的限制,目前市面上的温湿度传感器的准确性有待提高,可能会导致采集到的数据不够准确。
其次,传感器的可靠性也是一个需要考虑的问题。
由于物联网中传感器的数量多且分布广泛,传感器的寿命和可靠性也成为了一个不容忽视的问题。
传感器在严酷的环境下工作,可能会受到温度、湿度等因素的影响,导致故障或失效。
此外,传感器的能耗问题也亟待解决。
在物联网环境下,大量的传感器需要长时间稳定运行,传感器的能耗对电池寿命和维护成本有重要影响。
传统的温湿度传感器通常需要较高的能量供应,限制了其在物联网应用中的使用。
三、温湿度传感器在物联网应用中的改进方向为解决上述问题,提高温湿度传感器在物联网应用中的可靠性和准确性,针对以下方面进行进一步改进是必要的。
基于物联网的环境温湿度监测系统研究与开发

基于物联网的环境温湿度监测系统研究与开发物联网(Internet of Things, IoT)是一种通过物理设备连接和交互的智能系统。
它可以实现设备之间的远程控制和数据传输,为我们的生活带来了便利和智能化。
在物联网技术的应用领域中,环境温湿度监测系统是其中一个重要的应用方向。
环境温湿度监测系统的研究和开发旨在通过使用物联网技术,实时监测和控制室内外的温度和湿度。
这样的系统对于许多领域都非常重要,包括农业、气象学、建筑工程等。
它可以帮助农民掌握农作物生长环境信息,以便更好地管理和调整温湿度,提高产量。
它可以为气象学家提供更准确的天气预报和环境研究数据。
它还可以帮助建筑工程师监测建筑物内外的温湿度变化,以确保室内舒适性和建筑物的结构安全。
为了实现基于物联网的环境温湿度监测系统,首先需要适当的传感器来测量温度和湿度。
常用的传感器包括温度传感器(如热敏电阻、热电偶)和湿度传感器(如电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器)。
这些传感器可以通过物联网设备(如无线传输模块)将数据传输到云端服务器。
云端服务器是环境温湿度监测系统的核心部分。
它可以接收和存储来自传感器的数据,并提供数据分析和可视化的功能。
通过与物联网应用程序或用户界面的连接,用户可以使用智能手机、电脑或其他设备,远程监测和控制温湿度。
在实际应用中,环境温湿度监测系统可以应用于许多场景。
以农业为例,农民可以安装温湿度传感器在温室、大棚等地方测量环境温湿度。
通过与物联网连接,农民可以随时随地通过手机或电脑查看实时数据,并根据数据进行相应的调整。
例如,如果温度太高,农民可以打开通风设备,调整湿度设备以适应植物生长的需求。
这将有助于提高农作物的质量和产量。
除了农业,环境温湿度监测系统还可以应用于气象学和建筑工程等领域。
在气象学中,传感器可以安装在不同地点进行温湿度测量,从而提供更准确的天气预报和气象分析。
在建筑工程方面,系统可以用于监测建筑物内部和外部的温湿度变化,以确保室内环境的舒适性和建筑结构的安全性。
基于物联网技术的智能温湿度控制系统设计

基于物联网技术的智能温湿度控制系统设计随着物联网技术的快速发展,越来越多的家庭和企业开始关注环境的质量。
温湿度控制是其中一个重要的方面,特别是在气候变化不断加剧的今天。
为了满足人们的需求,基于物联网技术的智能温湿度控制系统应运而生。
本文将介绍如何设计一个基于物联网技术的智能温湿度控制系统。
首先,智能温湿度控制系统设计的关键在于传感器的选择和布置。
传感器负责监测环境中的温度和湿度,并将采集到的数据发送到中央处理器或云平台。
为了保证数据的准确性和可靠性,应选择高质量的温湿度传感器,并根据需要布置在不同的关键位置。
例如,可以将传感器安装在不同房间的墙壁上,以实时监测各个房间的温湿度。
此外,还可以将传感器安装在室外,以监测室外温湿度的变化。
通过这种方式,系统可以全面了解环境变化,并根据实际情况采取相应的控制措施。
其次,中央处理器或云平台是智能温湿度控制系统的核心部件。
中央处理器负责接收传感器采集到的数据,并根据预设的控制策略进行处理。
云平台可以将数据存储在云端,并通过手机应用程序提供远程监控和控制功能。
通过中央处理器或云平台,用户可以实时监测温湿度数据,并根据需要进行相应的调整。
例如,当温度过高时,系统可以自动启动空调设备进行制冷;当湿度过高时,系统可以自动启动除湿器进行除湿。
通过智能化的控制策略,系统可以提高家庭和企业的舒适度,并节约能源。
此外,智能温湿度控制系统设计还应考虑用户的个性化需求。
不同用户对温湿度的要求可能各不相同,因此,系统应具备一定的可配置性。
用户可以根据自己的需求设置温度和湿度的目标值,并进行相应的调整。
例如,有些用户喜欢在夏季保持较低的温度,而另一些用户则喜欢在冬季保持较高的湿度。
通过满足用户的个性化需求,系统可以提高用户的满意度。
此外,智能温湿度控制系统设计还应考虑系统的可靠性和安全性。
系统在运行过程中可能遇到各种故障和问题,因此应具备一定的故障处理能力。
例如,当传感器出现故障时,系统应能够快速识别并修复故障。
基于NB-IoT的环境温湿度监测系统设计

基于NB-IoT的环境温湿度监测系统设计随着物联网技术的发展,基于NB-IoT的环境温湿度监测系统开始被广泛应用于各个领域。
本文将介绍基于NB-IoT的环境温湿度监测系统的设计。
一、系统概述基于NB-IoT的环境温湿度监测系统是由传感器、NB-IoT通信模块、数据处理器和远程监控平台组成。
传感器负责采集环境温湿度信息,NB-IoT通信模块负责将采集到的数据传输给数据处理器,数据处理器将接收到的数据进行处理并存储,同时将数据发送给远程监控平台进行显示和分析。
二、系统设计1. 传感器选择在系统设计中,需要选择合适的传感器来实时监测环境的温湿度。
传感器可以采用数字温湿度传感器,例如DHT11或DHT22。
这些传感器可以通过数字接口与数据处理器进行通信,并提供精确的温湿度信息。
2. NB-IoT通信模块选择NB-IoT通信模块是系统中的重要部分,它负责将传感器采集到的数据传输给数据处理器。
在NB-IoT通信模块选择方面,可以考虑使用高集成度的NB-IoT模块,例如SIMCom或Quectel的模块,这些模块具有低功耗、高传输速率和广域覆盖等优点。
3. 数据处理器选择数据处理器主要负责接收传感器采集到的数据,并进行处理和存储。
在数据处理器选择方面,可以使用单片机或者嵌入式处理器。
可以选择STM32系列的单片机,它具有低功耗和高性能的特点。
4. 数据存储和处理在数据存储方面,可以选择使用SD卡或者闪存芯片等存储设备,将处理后的数据存储起来。
数据处理方面,可以使用C语言或者Python等编程语言进行数据的处理和计算。
5. 远程监控平台设计为了能够实现对环境温湿度信息的远程监控,需要设计一个远程监控平台。
可以使用云平台或者自建服务器来实现远程监控平台。
远程监控平台主要负责显示和分析温湿度数据,并提供实时报警和数据查询等功能。
四、系统应用基于NB-IoT的环境温湿度监测系统可以广泛应用于各个领域,例如农业、物流、仓储等。
基于物联网的环境温湿度监测与控制系统研究

基于物联网的环境温湿度监测与控制系统研究随着科技的不断发展,物联网技术在各个领域得到了广泛应用,其中环境温湿度监测与控制系统在人们的生活中起着重要的作用。
本文将从系统需求、系统架构、传感器技术和控制策略等方面对基于物联网的环境温湿度监测与控制系统进行研究。
一、系统需求基于物联网的环境温湿度监测与控制系统应能够实时获取环境温湿度数据,并实时进行监测和控制。
系统需满足以下几个方面的需求:1. 数据准确性:系统应能够准确获取环境温湿度数据,并尽量减少误差和噪声的影响。
2. 数据实时性:系统应能够实时获取环境温湿度数据,并及时进行处理和反馈。
3. 数据安全性:系统应能够保证环境温湿度数据的安全性,防止数据泄露和篡改。
4. 控制精度:系统应能够根据环境温湿度数据进行精确的控制,以满足用户的需求。
二、系统架构基于物联网的环境温湿度监测与控制系统的架构主要包括传感器节点、通信网络、数据处理与存储单元、控制模块和用户界面。
1. 传感器节点:传感器节点负责实时监测环境温湿度数据,并将数据传输给数据处理与存储单元。
传感器节点应具备高精度、低功耗、小尺寸和易于安装等特点。
2. 通信网络:通信网络是将传感器节点和数据处理与存储单元相连接的关键。
可以采用无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙或Zigbee 等,以实现数据的传输和交互。
3. 数据处理与存储单元:数据处理与存储单元负责接收传感器节点发送的数据,并对数据进行处理和存储。
可以采用云平台或本地服务器进行数据的处理和存储。
4. 控制模块:控制模块根据环境温湿度数据进行控制策略的制定,并向执行器发送控制指令。
控制模块应具备高效、稳定和可靠的控制能力。
5. 用户界面:用户界面提供给用户操作和监测系统的接口,用户可以通过手机APP、网页或物理面板等方式与系统进行交互。
三、传感器技术环境温湿度监测与控制系统的传感器技术是实现系统功能的关键。
目前常用的传感器技术包括温湿度传感器和气压传感器。
基于物联网的环境温湿度监测系统设计

基于物联网的环境温湿度监测系统设计随着物联网技术的不断发展,基于物联网的环境温湿度监测系统也得到了广泛的应用。
该系统通过无线传感器网络实时采集环境中的温湿度数据,并通过云平台进行数据分析和处理,为用户提供准确的环境监测结果。
本文将介绍基于物联网的环境温湿度监测系统的设计原理、架构以及关键技术。
首先,基于物联网的环境温湿度监测系统的设计原理是基于传感器节点和无线传输技术实现远程监测。
传感器节点通过安装在环境中的温湿度传感器采集环境温湿度数据,并通过无线通信模块将数据传输给数据中心。
传感器节点具有低功耗、小尺寸和自组网能力等特点,可以部署在不同的环境中,从而实现对不同地点的环境温湿度的实时监测。
其次,基于物联网的环境温湿度监测系统的实现架构可以分为传感器节点层、传输层和应用层三层结构。
传感器节点层通过安装温湿度传感器采集环境数据,并通过无线通信模块将数据传输给传输层。
传输层负责数据的接收和传输,将采集到的温湿度数据发送给应用层。
应用层负责数据的存储、处理和展示,根据用户需求进行分析处理,并以图形化方式展示监测结果。
再次,基于物联网的环境温湿度监测系统设计中的关键技术主要包括传感器技术、无线通信技术、大数据分析技术和云计算技术。
传感器技术是该系统的基础,通过选择合适的温湿度传感器,并进行数据校准和滤波处理,可以提高数据的准确性和可靠性。
无线通信技术通过采用低功耗的无线传输模块实现传感器数据的无线传输,如WiFi、ZigBee等。
大数据分析技术可以对大量的环境温湿度数据进行处理和分析,挖掘隐藏在数据中的有价值信息。
云计算技术提供了大规模数据存储和计算能力,能够在全球范围内实现环境监测数据的集中存储和管理。
基于物联网的环境温湿度监测系统设计需要考虑数据的安全性和可靠性。
在数据传输过程中,可以采用数据加密和身份认证等技术手段保护数据的安全性。
此外,还需保证系统的可靠性,即数据传输的稳定性和传感器节点的可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《无线传感器网络实用教程》课程设计基于温湿度传感器物联网应用实时数据处理系统开发_系别计算机科学系专业通信工程班级一学号xxxxxxxxxxxxx组次x姓名 xxx指导教师xxx评定成绩起止日期 2012年10月8日至2012年10月29日目录摘要 3 第1章课程设计的目的和要求 3 第2章温湿度传感器的简介 4 第3章课程设计实现方案 61、开发环境 62、开发内容 63、技术路线 7 1)传感器数据处理 7 2)传感器烧录 28 第4章课程设计结果 29 第5章结论与体会 29摘要物联网是新一代信息技术的重要组成部分。
其英文名称是“The Internet of things”。
由此,顾名思义,“物联网就是物物相连的互联网”。
这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
而温湿度传感器是由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温湿度一体的传感器就会相应产生。
温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。
市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。
第1章课程设计的目的与要求课程设计目的物联网是一种新概念和新技术,它使新一代IT技术更加充分地应用于各行各业之中。
它的问世打破了过去将基础设施与IT设施分开的传统观念,将建筑物、公路、铁路和网站、网络、数据中心合为一体,是信息化和工业化融合的重要切入点。
温湿度与人们的生活关系密切,所以物联网在温湿度实时数据处理系统的开发将有很大的前景。
在我们的日常生活中无处不在,控制好温湿度可以使我们生活、生产的更好。
温湿度传感器物联网应用实时数据处理系统开发可以帮我们实现对温湿度以实时数据让我们明了的知道。
从而更好的控制温湿度、达到我们所需的标准。
要达到的目的:1.可以在ubuntu上实现自动接收由传感器取得、传来的实时数据。
2. 并ubuntu上能边接收边连续往linux发送从传感器取得的实时数据。
3.还要确保发送过的数据不会再次发送。
4. Linux能接收到ubuntu发过来的实时数据并通过动态网页曲线图实时显示接收过来的数据。
课程设计要求1. 通过ubuntu连接传感器实验箱收集由传感器测得的实时数据存入sqlite3数据库。
2. 然后通过ubuntu发送到linux、接收并用动态网页显示代表数据变化的曲线。
第2章温湿度传感器的简介由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,所以温湿度一体的传感器就会相应产生。
温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。
市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。
温度:度量物体冷热的物理量,是国际单位制中7个基本物理量之一。
在生产和科学研究中,许多物理现象和化学过程都是在一定的温度下进行的,人们的生活也和他密切相关。
湿度:湿度很久以前就与生活存在着密切的关系,但用数量来进行表示较为困难。
对湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、露点、湿气与干气的比值(重量或体积)等等。
日常生活中最常用的表示湿度的物理量是空气的相对湿度。
用%RH表示。
在物理量的导出上相对湿度与温度有着密切的关系。
一定体积的密闭气体,其温度越高相对湿度越低,温度越低,其相对湿度越高。
其中涉及到复杂的热力工程学知识。
有关湿度的一些定义:相对湿度:在计量法中规定,湿度定义为“物象状态的量”。
日常生活中所指的适度为相对湿度,用RH%表示。
总之,即气体中(通常为空气中)所含水蒸气量(水蒸气压)与其空气相同情况下饱和水蒸气量(饱和水蒸汽压)的百分比。
绝对湿度:指单位容积的空气里实际所含的水汽量,一般以克为单位。
温度对绝对湿度有着直接影响,一般情况下,温度越高,水蒸气发得越多,绝对湿度就越大;相反,绝对湿度就小。
饱和湿度:在一定温度下,单位容积,空气中所能容纳的水汽量的最大限度。
如果超过这个限度,多余的水蒸气就会凝结,变成水滴,此时的空气湿度变称为饱和湿度。
空气的饱和湿度不是固定不变的,它随着温度的变化而变化。
温度越高,单位容积空气中能容纳的水蒸气就越多,饱和湿度就越大。
露点:指含有一定量水蒸气(绝对湿度)的空气,当温度下降到一定程度时所含的水蒸气就会达到饱和状态(饱和湿度)并开始液化成水,这种现象叫做凝露。
水蒸气开始液化成水时的温度叫做“露点温度”简称“露点”。
如果温度继续下降到露点以下,空气中超饱和的水蒸气就会在物体表面上凝结成水滴。
此外,风与空气中的温湿度有密切关系,也是影响空气温湿度变化的重要因素之一。
选择的注意事项:①、选择测量范围和测量重量、温度一样,选择湿度传感器首先要确定测量范围。
除了气象、科研部门外,搞温、湿度测控的一般不需要全湿程(0-100%RH)测量。
②、选择测量精度测量精度是湿度传感器最重要的指标,每提高—个百分点,对湿度传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。
因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。
所以使用者一定要量体裁衣,不宜盲目追求“高、精、尖”。
如在不同温度下使用湿度传感器,其示值还要考虑温度漂移的影响。
众所周知,相对湿度是温度的函数,温度严重地影响着指定空间内的相对湿度。
温度每变化0.1℃。
将产生0.5%RH的湿度变化(误差)。
使用场合如果难以做到恒温,则提出过高的测湿精度是不合适的。
多数情况下,如果没有精确的控温手段,或者被测空间是非密封的,±5%RH的精度就足够了。
对于要求精确控制恒温、恒湿的局部空间,或者需要随时跟踪记录湿度变化的场合,再选用±3%RH以上精度的湿度传感器。
而精度高于±2%RH的要求恐怕连校准传感器的标准湿度发生器也难以做到,更何况传感器自身了。
相对湿度测量仪表,即使在20—25℃下,要达到2%RH的准确度仍是很困难的。
通常产品资料中给出的特性是在常温(20℃±10℃)和洁净的气体中测量的。
③、考虑时漂和温漂在实际使用中,由于尘土、油污及有害气体的影响,使用时间一长,电子式湿度传器会产生老化,精度下降,电子式湿度传感器年漂移量一般都在±2%左右,甚至更高。
一般情况下,生产厂商会标明1次标定的有效使用时间为1年或2年,到期需重新标定。
④、其它注意事项湿度传感器是非密封性的,为保护测量的准确度和稳定性,应尽量避免在酸性、碱性及含有机溶剂的气氛中使用。
也避免在粉尘较大的环境中使用。
为正确反映欲测空间的湿度,还应避免将传感器安放在离墙壁太近或空气不流通的死角处。
如果被测的房间太大,就应放置多个传感器。
有的湿度传感器对供电电源要求比较高,否则将影响测量精度。
或者传感器之间相互干扰,甚至无法工作。
使用时应按照技术要求提供合适的、符合精度要求的供电电源。
传感器需要进行远距离信号传输时,要注意信号的衰减问题。
当传输距离超过200m以上时,建议选用频率输出信号的湿度传感器。
第3章课程设计实现方案一、开发环境1.硬件(详细介绍所涉及硬件的详细内容)Pc机、温湿度传感器、传感器实验箱、连接所需的各种线。
2.软件(详细介绍所涉及软件的详细内容)MDK414(arm平台编译烧录代码软件)、KeilC51v750a_Full(C51平台编译软件)、STC手动下载(C51烧录代码软件)、R340(串口线连接USB驱动)、ubuntu 操作系统、linux操作系统。
3.其它二、开发内容1.项目开发详细内容(包括传感器的配置、传感器烧录、数据的实时收集、实时数据的存储、实时数据的传输、实时数据在服务器端的接受及存储-TCPServer 及MySql、数据库及Web服务器安装、利用JSP曲线动态显示实时数据)首先烧录整合好的温湿度传感器的代码。
接着连接传感器取得数据。
然后在ubuntu中编译并运行Com_Sensor程序获取传感器实验箱的数据。
在Ubuntu11编译并运行senddata.c把数据发送到linux.Linux通过TCPServer服务器接收数据并存入MySQL数据库。
最后将接收到的数据通过Linuxweb服务器以jsp曲线动态显示实时数据。
2.网络拓扑图(包括传感器、网关、传输网络、TCPServer服务器、数据库服务器、静态及动态Web服务器、Web服务器客户端;并详细标注设备名称及IP地址等详细信息;并详细叙述网络拓扑图流程)三、技术路线1.传感器数据处理(给出详细的传感器烧录代码)代码如下:/*********************************************************///中软吉大信息技术有限公司//物联网传感技术教学实验系统/*********************************************************/#include <intrins.h> //Keil library (is used for _nop()_ operation)#include <math.h> //Keil library#include"Lcmdisplay.h"#define FOSC 11059200#define BAUD 14400typedef union{ unsigned int i;float f;} value;//---------------------------------------------------------------------------------- // modul-var//---------------------------------------------------------------------------------- enum {TEMP,HUMI};#define noACK 0#define ACK 1//adr command r/w#define STATUS_REG_W 0x06 //000 0011 0#define STATUS_REG_R 0x07 //000 0011 1#define MEASURE_TEMP 0x03 //000 0001 1#define MEASURE_HUMI 0x05 //000 0010 1#define RESET 0x1e //000 1111 0sbit DATA=P2^2;sbit SCK=P2^1;sbit POWER=P2^5;sbit flag1=P0^7;sbit flag2=P4^6;sbit flag3=P2^7;sbit flag4=P2^6;void delay(unsigned int nTimeDelay){unsigned int i;while (nTimeDelay--)for (i=0;i<125;i++);}void Serial_Init(){TMOD = 0x01;TR0 = 1;EA = 1;ET0 = 0;TF0 = 0;S2CON = 0x50; //8位可变波特率 (无校验位)BRT = -(FOSC/32/BAUD); //设置独立波特率发生器的重载初值 AUXR = 0x14; //独立波特率发生器工作在1T模式//IE2 = 0x01; //使能串口2中断}void IO_Init(void){P2M1=P2M1&0xdf;P2M0=P2M0&0xdf;P0M1=P0M1&0x7f;P0M0=P0M0&0x7f;P4M1=P4M1&0xbf;P4M0=P4M0&0xbf;P2M1=P2M1&0x3f;P2M0=P2M0&0x3f;P4SW=P4SW|0x40;}void Power_Identify(void){while(1){if(POWER==0){delay(4000);LcmPrintf("请给传感器模块上电!\n");}else break;}}void Module_Identify(unsigned int xuhao){unsigned int abc=0;if(flag4==1)abc=abc+1;abc=abc<<1;if(flag3==1)abc=abc+1;abc=abc<<1;if(flag2==1)abc=abc+1;abc=abc<<1;if(flag1==1)abc=abc+1;if(abc!=xuhao){delay(3000);LcmPrintf("提示:您插入的模块不正确!\n");}while(1){if(abc!=xuhao);else{delay(2000);LcmPrintf("连接的模块是M%u\n",xuhao);delay(5000);break;}}}//---------------------------------------------------------------------------------- char s_write_byte(unsigned char value)//----------------------------------------------------------------------------------// writes a byte on the Sensibus and checks the acknowledge{unsigned char i,error=0;for (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking{ if (i & value)DATA=1; //masking value with i , write to SENSI-BUSelse DATA=0;_nop_(); //observe setup timeSCK=1; //clk for SENSI-BUS_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 usSCK=0;_nop_(); //observe hold time}DATA=1; //release DATA-line_nop_(); //observe setup timeSCK=1; //clk #9 for ackerror=DATA; //check ack (DATA will be pulled down by SHT11)SCK=0;return error; //error=1 in case of no acknowledge}//----------------------------------------------------------------------------------char s_read_byte(unsigned char ack)//----------------------------------------------------------------------------------// reads a byte form the Sensibus and gives an acknowledge in case of "ack=1"{unsigned char i,val=0;DATA=1; //release DATA-linefor (i=0x80;i>0;i/=2) //shift bit for masking{ SCK=1; //clk for SENSI-BUSif (DATA) val=(val | i); //read bitSCK=0;}DATA=!ack; //in case of "ack==1" pull down DATA-Line_nop_(); //observe setup timeSCK=1; //clk #9 for ack_nop_();_nop_();_nop_(); //pulswith approx. 5 usSCK=0;_nop_(); //observe hold time DATA=1; //release DATA-linereturn val;}//----------------------------------------------------------------------------------void s_transstart(void)//----------------------------------------------------------------------------------// generates a transmission start// _____ ________// DATA: |_______|// ___ ___// SCK : ___| |___| |______{DATA=1; SCK=0; //Initial state_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=0;_nop_();SCK=0;_nop_();_nop_();_nop_();SCK=1;_nop_();DATA=1;_nop_();SCK=0;}//---------------------------------------------------------------------------------- void s_connectionreset(void)//---------------------------------------------------------------------------------- // communication reset: DATA-line=1 and at least 9 SCK cycles followed by transstart // _____________________________________________________ ________// DATA: |_______|// _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___ ___// SCK : __| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |__| |______| |___| |______{unsigned char i;DATA=1; SCK=0; //Initial statefor(i=0;i<9;i++) //9 SCK cycles{ SCK=1;SCK=0;}s_transstart(); //transmission start}//---------------------------------------------------------------------------------- char s_softreset(void)//---------------------------------------------------------------------------------- // resets the sensor by a softreset{unsigned char error=0;s_connectionreset(); //reset communicationerror+=s_write_byte(RESET); //send RESET-command to sensorreturn error; //error=1 in case of no response form the sensor }//---------------------------------------------------------------------------------- char s_read_statusreg(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum)//----------------------------------------------------------------------------------// reads the status register with checksum (8-bit){unsigned char error=0;s_transstart(); //transmission starterror=s_write_byte(STATUS_REG_R); //send command to sensor*p_value=s_read_byte(ACK); //read status register (8-bit)*p_checksum=s_read_byte(noACK); //read checksum (8-bit)return error; //error=1 in case of no response form the sensor}//----------------------------------------------------------------------------------char s_write_statusreg(unsigned char *p_value)//----------------------------------------------------------------------------------// writes the status register with checksum (8-bit){unsigned char error=0;s_transstart(); //transmission starterror+=s_write_byte(STATUS_REG_W);//send command to sensorerror+=s_write_byte(*p_value); //send value of status registerreturn error; //error>=1 in case of no response form the sensor}//----------------------------------------------------------------------------------char s_measure(unsigned char *p_value, unsigned char *p_checksum, unsigned charmode)//----------------------------------------------------------------------------------// makes a measurement (humidity/temperature) with checksum{unsigned char error=0;unsigned int i;s_transstart(); //transmission startswitch(mode){ //send command to sensorcase TEMP : error+=s_write_byte(MEASURE_TEMP); break;case HUMI : error+=s_write_byte(MEASURE_HUMI); break;default : break;}for (i=0;i<65535;i++) if(DATA==0) break; //wait until sensor has finished the measurement if(DATA) error+=1; // or timeout (~2 sec.) is reached*(p_value) =s_read_byte(ACK); //read the first byte (MSB)*(p_value+1)=s_read_byte(ACK); //read the second byte (LSB)*p_checksum =s_read_byte(noACK); //read checksumreturn error;}//---------------------------------------------------------------------------------- void calc_sth11(float *p_humidity ,float *p_temperature)//---------------------------------------------------------------------------------- // calculates temperature [°C] and humidity [%RH]// input : humi [Ticks] (12 bit)// temp [Ticks] (14 bit)// output: humi [%RH]// temp [°C]{ const float C1=-2.0468; // for 12 Bit RHconst float C2=+0.0367; // for 12 Bit RHconst float C3=-0.0000015955; // for 12 Bit RHconst float T1=+0.01; // for 12 Bit RHconst float T2=+0.00008; // for 12 Bit RHfloat rh=*p_humidity; // rh: Humidity [Ticks] 12 Bitfloat t=*p_temperature; // t: Temperature [Ticks] 14 Bitfloat rh_lin; // rh_lin: Humidity linearfloat rh_true; // rh_true: Temperature compensated humidity float t_C; // t_C : Temperature [°C]t_C=t*0.01 - 40.1; //calc. temperature[°C]from 14 bit temp.ticks @5Vrh_lin=C3*rh*rh + C2*rh + C1; //calc. humidity from ticks to [%RH]rh_true=(t_C-25)*(T1+T2*rh)+rh_lin; //calc. temperature compensated humidity [%RH] if(rh_true>100)rh_true=100; //cut if the value is outside ofif(rh_true<0.1)rh_true=0.1; //the physical possible range*p_temperature=t_C; //return temperature [°C]*p_humidity=rh_true; //return humidity[%RH]}//--------------------------------------------------------------------float calc_dewpoint(float h,float t)//--------------------------------------------------------------------// calculates dew point// input: humidity [%RH], temperature [°C]// output: dew point [°C]{ float k,dew_point ;k = (log10(h)-2)/0.4343 + (17.62*t)/(243.12+t);dew_point = 243.12*k/(17.62-k);return dew_point;}//----------------------------------------------------------------------------------void main()//----------------------------------------------------------------------------------// sample program that shows how to use SHT11 functions// 1. connection reset// 2. measure humidity [ticks](12 bit) and temperature [ticks](14 bit)// 3. calculate humidity [%RH] and temper ature [°C]// 4. calculate dew point [°C]// 5. print temperature, humidity, dew point{ value humi_val,temp_val;float dew_point;unsigned char error,checksum;unsigned int i;Serial_Init();IO_Init();Power_Identify();Module_Identify(3);s_connectionreset();while(1){ error=0;error+=s_measure((unsigned char*) &humi_val.i,&checksum,HUMI); //measure humidityerror+=s_measure((unsigned char*) &temp_val.i,&checksum,TEMP); //measure temperature if(error!=0) s_connectionreset(); //in case of an error: connection resetelse{ humi_val.f=(float)humi_val.i; //converts integer to floattemp_val.f=(float)temp_val.i; //converts integer to floatcalc_sth11(&humi_val.f,&temp_val.f); //calculate humidity, temperaturedew_point=calc_dewpoint(humi_val.f,temp_val.f); //calculate dew pointPower_Identify();LcmDisplaySHT10(humi_val.f,temp_val.f);//LcmPrintf("温度:%5.1f℃湿度:%5.1f 露点:%3.1f\n",temp_val.f,humi_val.f,dew_point); //temp :温度// for (i=0;i<40000;i++); //延迟// LcmPrintf("", humi_val.f); //humi:湿度// for (i=0;i<40000;i++); //延迟// LcmPrintf("", dew_point); //dewpoint:露点(点在此温度时,空气饱和并产生露珠)}//----------wait approx. 0.8s to avoid heating up SHTxx-----------------------------for (i=0;i<50000;i++); //(be sure that the compiler doesn't eliminate this line!)//---------------------------------------------------------------------------------- }}Lcmdisplay.c:#include "Lcmdisplay.h"typedef enum {LCMPRTF = 0, // 字符串打印// 1 磁感应及环境光传感器模块LCMHALL, // 霍尔接近开关LCMREED, // 干簧管LCMMETAL, // 金属接近开关LCMLUX, // 环境光强度LCMLDR, // 光敏电阻// 2 震动及mems麦克传感器模块LCMSHOCKDS, // 双珠单向LCMSHOCKDD, // 双珠双向LCMSHOCKSPRING, // 弹簧LCMSHOCK, // 全向震动LCMMIC, // MEMS麦克风// 3 测距测障类及温湿度类传感器模块LCMIR, // 红外对管测距LCMIRSWITCH, // 红外接近开关LCMULTR, // 超声波测距LCMTEMP, // 温度// DS18b20LCMSHT10, // 温湿度传感器SHT10LCMHUMI, // 湿度//SHT10LCMNTC, // 热敏电阻// 4 操作控制类及加速传感器模块LCMACC, // 三轴加速度LCMJOYSTICK, // 摇杆电位器LCMENCODER, // 编码开关// 5 称重传感器模块LCMWEIGHT, // 称重// 6 粉尘传感器模块LCMDUST, // 粉尘// 7 红外测温及颜色传感器模块(增强型模块) LCMBODYTEMP, // 红外测体温LCMCOLOR, // 颜色// 8 磁阻陀螺仪及气压传感器模块(增强型模块) LCMRELUCTANCE, // 三轴磁阻LCMANGRATE, // 三轴角速率陀螺仪LCMPRESSURE, // 气压// 9 二氧化碳传传感器模块(扩展型模块)LCMCO2, // 二氧化碳// 10 气体流量传感器模块(扩展型模块)LCMFLOW, // 气体流量LCMINIT // 初始值} flag_t;void swap(char *cp){unsigned char temp;temp=cp[3];cp[3]=cp[0];cp[0]=temp;temp=cp[2];cp[2]=cp[1];cp[1]=temp;}void sendc (unsigned char chr)//发送一个字符{S2BUF = chr;while(!(S2CON & 0x02));S2CON &= ~0x02;}unsigned char recvc (void){unsigned char chr;while(!(S2CON & 0x01));S2CON &= ~0x01;chr = S2BUF;return chr;}static void packetLcm(flag_t flag, char *data1, int length) {sendc(0x7e);sendc(0xff);sendc(0x06);//改成6sendc(flag);while(length--) {switch (*data1) {case 0x7e:sendc(0x7d);sendc(0x5e);case 0x7d:sendc(0x7d);sendc(0x5e);default:sendc(*data1);}data1++;}sendc(0x00);sendc(0x00);sendc(0x7e);// 等待显示完成//recvc();}// 字符串打印到液晶void LcmPrintf(char *fmt, ...){va_list ap;va_start(ap,fmt);vsprintf(data1, fmt, ap);va_end(ap);packetLcm(LCMPRTF, data1, strlen(data1)); }// 1 磁感应及环境光传感器模块//LCMHALL, // 霍尔接近开关// 霍尔传感器,有磁铁靠近TRUE,离开FALSE void LcmDisplayHall(bool v){conv_t conv;conv.b = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMHALL, conv.c, 4);}//LCMREED, // 干簧管// 干簧管,有磁铁靠近TRUE,离开FALSEvoid LcmDisplayReed(bool v){conv_t conv;conv.b = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMREED, conv.c, 4);}//LCMMETAL, // 金属接近开关// 金属传感器,有金属靠近TRUE,离开FALSE void LcmDisplayMetal(bool v){conv_t conv;conv.b = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMMETAL, conv.c, 4);}//LCMLUX, // 环境光强度// 环境光强度,Luxvoid LcmDisplayLux(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMLUX, conv.c, 4);}//LCMLDR, // 光敏电阻// 光敏电阻,千欧void LcmDisplayLDR(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMLDR, conv.c, 4);}// 2 震动及mems麦克传感器模块//LCMSHOCKDS, // 双珠单向void LcmDisplayShockDS(bool v){conv_t conv;conv.b = v;packetLcm(LCMSHOCKDS, conv.c, sizeof(v)); }//LCMSHOCKDD, // 双珠双向void LcmDisplayShockDD(bool vl, bool vr){conv_t conv;if (vl && vr) {conv.uc = 0xff;} else if (vl && !vr) {conv.uc = 0xf0;} else if (!vl && vr) {conv.uc = 0x0f;} else {conv.uc = 0x00;}packetLcm(LCMSHOCKDD, conv.c, sizeof(unsigned char)); }//LCMSHOCKSPRING, // 弹簧void LcmDisplayShockSpring(bool v){conv_t conv;conv.b = v;packetLcm(LCMSHOCKSPRING, conv.c, sizeof(v));}//LCMSHOCK, // 全向震动// 全向震动void LcmDisplayShock(bool v){conv_t conv;conv.b = v;packetLcm(LCMSHOCK, conv.c, sizeof(v));}//LCMMIC, // MEMS麦克风void LcmDisplayMIC(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMMIC, conv.c, 4);}// 3 测距测障类及温湿度类传感器模块//LCMIR, // 红外对管// 红外对管电压,单位Vvoid LcmDisplayIR(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMIR, conv.c, 4);}//LCMIRSWITCH, // 红外接近开关void LcmDisplayIRSwitch(bool v){conv_t conv;conv.b = v;packetLcm(LCMIRSWITCH, conv.c, sizeof(v)); }//LCMULTR, // 超声波测距// 超声波测距,单位厘米void LcmDisplayUltr(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMULTR, conv.c, 4);}//LCMTEMP, // 温度// DS18b20// 温度,摄氏度void LcmDisplayTemp(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMTEMP, conv.c, 4);}//LCMSHT10, // 温湿度传感器SHT10// 温湿度传感器SHT10// 参数 t:温度// h:湿度void LcmDisplaySHT10(float t, float h){conv_t conv;conv.f = t;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);conv.f = h;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);packetLcm(LCMSHT10, data1, 8);}//LCMHUMI, // 湿度//SHT10// 相对湿度,百分比void LcmDisplayHumi(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMHUMI, conv.c, 4);}//LCMNTC, // 热敏电阻void LcmDisplayNTC(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMNTC, conv.c, 4);}// 4 操作控制类及加速传感器模块//LCMACC, // 三轴加速度// 三维加速度,单位gvoid LcmDisplayAcc(float x, float y, float z) {conv_t conv;conv.f = x;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);conv.f = y;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);conv.f = z;swap(conv.c);memcpy(data1+8, conv.c, 4);packetLcm(LCMACC, data1, 12);}//LCMJOYSTICK, // 摇杆电位器// 摇杆电位器,12位AD值void LcmDisplayJoystick(unsigned int x, unsigned int y) {conv_t conv;conv.ui = x;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);conv.ui = y;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);packetLcm(LCMJOYSTICK, data1, 8);}//LCMENCODER, // 编码开关// 编码开关void LcmDisplayEncoder(encd_t v){conv_t conv;conv.en = v;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);packetLcm(LCMENCODER, data1, 4);}// 5 称重传感器模块//LCMWEIGHT, // 称重// 称重传感器,单位克void LcmDisplayWeight(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMWEIGHT, conv.c, 4);}// 6 粉尘传感器模块//LCMDUST, // 粉尘// 粉尘,单位粒子数void LcmDisplayDust(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMDUST, conv.c, 4);}// 7 红外测温及颜色传感器模块(增强型模块)//LCMBODYTEMP, // 红外测体温// 体温,摄氏度void LcmDisplayBodyTemp(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMBODYTEMP, conv.c, 4);}//LCMCOLOR, // 颜色// 颜色,RGB 各8位void LcmDisplayColor(unsigned char r, unsigned char g, unsigned char b) {conv_t conv;conv.uc = r;conv.uc = g;memcpy(data1+1, conv.c, 1);conv.uc = b;memcpy(data1+2, conv.c, 1);packetLcm(LCMCOLOR, data1, 3);}// 8 磁阻陀螺仪及气压传感器模块(增强型模块)//LCMRELUCTANCE, // 三轴磁阻// 磁阻void LcmDisplayReluctance(float angle, float x, float y, float z) {conv_t conv;conv.f = angle;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);conv.f = x;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);conv.f = y;swap(conv.c);memcpy(data1+8, conv.c, 4);conv.f = z;swap(conv.c);memcpy(data1+12, conv.c, 4);packetLcm(LCMRELUCTANCE, data1, 16);}//LCMANGRATE, // 三轴角速率陀螺仪// 三轴角速率void LcmDisplayAngRate(float x, float y, float z){conv_t conv;conv.f = x;swap(conv.c);conv.f = y;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);conv.f = z;swap(conv.c);memcpy(data1+8, conv.c, 4);packetLcm(LCMANGRATE, data1, 12);}//LCMPRESSURE, // 气压// 气压传感器MS5607// 参数 P:温度// t:气压void LcmDisplayPressure(float p, float t) {conv_t conv;conv.f = p;swap(conv.c);memcpy(data1+0, conv.c, 4);conv.f = t;swap(conv.c);memcpy(data1+4, conv.c, 4);packetLcm(LCMPRESSURE, data1, 8);}// 9 二氧化碳传传感器模块(扩展型模块)//LCMCO2, // 二氧化碳void LcmDisplayCO2(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMCO2, conv.c, 4);}// 10 气体流量传感器模块(扩展型模块)//LCMFLOW, // 气体流量// 气体流量,单位SLPMvoid LcmDisplayFlow(float v){conv_t conv;conv.f = v;swap(conv.c);packetLcm(LCMFLOW, conv.c, 4);}2.传感器烧录(给出传感器烧录代码的编译及烧录过程、是否遇到问题及如何解决)(1)利用keil2软件,打开目录“D:\传感器实验箱资料\传感器实验箱程序资料\C51\完成部分程序\完成部分程序”中的SHT10.Uv2文件。