基于单片机的温湿度采集管理系统

基于单片机的温湿度采集管理系统

目录

摘要 (1)

第1章绪论 (1)

1.1 系统开发背景 (1)

1.2 课题设计目的和意义 (2)

1.3 课题研究内容 (2)

第2章无线温湿度采集管理系统总体设计 (3)

2.1 系统的总体设计 (3)

2.2 系统设计的功能 (4)

第3章无线温湿度传输系统硬件设计 (4)

3.1 nRF905高频头通信模块 (5)

3.1.1 nRF905概述 (5)

3.1.2 nRF905无线模块硬件结构 (5)

3.1.3 nRF905天线 (6)

3.1.4 nRF905频率调制 (6)

3.1.5 nRF905输出频率 (6)

3.1.6 高频头输出接口电路 (7)

3.2 AT89S52单片机 (8)

3.2.1 单片机与nRF905通信 (9)

3.2.2 单片机与主机通信 (11)

3.2.3 单片机程序下载模块 (12)

3.3 DS18B20温度传感器 (12)

3.3.1 温度传感器概述 (12)

3.3.2 温度传感器构成及原理 (12)

3.3.3 温度传感器寄生电源 (13)

3.3.4 传感器温度测量 (14)

3.4 DHT11传感器 (14)

3.4.1 DHT11温湿度传感器概述 (14)

3.4.2DHT11构成及其工作原理 (15)

3.4.3 测量分辨率 (16)

3.5 系统电源模块 (16)

第4章无线温湿度传输系统软件(下位机)设计 (16)

4.1 无线温湿度传输系统软件总体设计 (17)

4.2 单片机串口通信 (18)

4.2.1 SBUF数据缓冲寄存器 (19)

4.2.2 SCON串行口控制寄存器 (19)

4.2.3 PCON特殊功能寄存器 (20)

4.2.4 串口通信波特率选择 (20)

4.2.5 IE中断允许控制寄存器 (21)

4.3 nRF905与单片机通信 (21)

4.3.1 nRF905的数据发送 (21)

4.3.2 nRF905的数据接收 (22)

4.3.3 掉电模式 (24)

4.3.4 Standby模式 (24)

4.4 DS18B20数据采集 (24)

4.4.1 DS18B20初始化 (24)

4.4.2 DS18B20读时序 (25)

4.4.3 DS18B20写时序 (25)

4.5 异常情况处理 (25)

第5章温湿度采集管理系统的设计 (25)

5.1 数据管理中心(上位机)软件系统的总体设计 (25)

5.1.1 系统功能模块设计 (25)

5.1.2 数据库逻辑结构设计 (27)

5.1.3 系统开发及运行环境 (27)

5.1.4 系统管理方法 (27)

5.2 温湿度管理系统各功能模块介绍 (27)

5.2.1 MSComm控件注册模块 (28)

5.2.2 数据采集模块 (29)

5.2.3 数据统计分析模块 (31)

5.2.4 历史记录模块 (34)

5.2.5 异常处理模块 (35)

5.2.6 帮助模块 (35)

5.3 “温湿度采集管理系统”管理软件的特点 (36)

第6章结论 (36)

6.1系统特点

37

6.2 需要进一步完善的工作 (37)

6.3 无线RF传输技术应用前景 (37)

参考文献 (37)

致谢 (39)

附录一 (41)

（1）........................ 数据采集传输代码

41

（2）............................nRF905程序

43

（3）DS18B20程序 (44)

（4）DHT11 程序 (45)

（5）主程序 (46)

附录二实物图 (48)

基于单片机的温湿度采集管理系统

***

南京信息工程大学滨江学院电子工程系，南京

210044

摘要：本课题提出并设计基于AT89S52单片机的nRF905无线传输温湿度采集管理系统。系统主要包括无线温湿度数据传输系统和温湿度采集管理系统两个部分：在无线温湿度数据传输系统中，MCU处理器读取DHT11、DS18B20传感器采集的数据，nRF905无线射频收发模块实现数据的发射接收，二者通过模拟SPI接口进行通信；而在温湿度采集管理系统中，系统将通过RS232串口采集的数据存放到数据库中并对数据进行管理、备份、存储、查询以及分析处理。系统通过了模拟调试，方案设计合理，应用效果较好，是一种很有推广性的无线数据采集管理系统。

关键词:RF射频技术； SPI时序；串口通信；温湿度管理；数据库技术

第1章绪论

1.1 系统开发背景

我国是世界上自然灾害发生十分频繁、灾害种类甚多，造成损失十分严重的少数国家之一。每年由于干旱、洪涝、台风、暴雨、冰雹等灾害危及到人民生命和财产的安全，国民经济也受到了极大的损失。对于局部区域（校园、企业、公共场所、科研场所等），尤其是对于气候要求比较严格的地区，实时的检测周围的环境变化（温度、湿度、能见度），能够及时的发现各种异常情况发生。现如今也采用了各种手段来

应对这种情况，比如，气象自动站通信系统通过RE232有线、无线微波、GPRS、气象短信等方式采集气象要素，用于统计分析和处理。在本校实验楼的走廊里，全部安装了烟雾传感器，当烟雾达到一定浓度时（即发生火灾等情况），各节点会同时喷出水来解决异常情况。这些所有的烟雾传感器都是采用有线连接，对于难于布线、相对较偏区域，布局成本明显提高。RF无线传输技术，由于具有传输距离远、信息量大、传输速度快、信息传输精确、频带免费使用等优点，非常适合无线数据传输系统。

RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写。RFID 技术作为一项能够快速、实时、准确采集并处理信息的高新技术，是20世纪90年代开始兴起的一种非接触的自动识别技术。该技术在世界范围内正被广泛的应用。RFID技术在国外迅速发展。RFID技术的发展是基于多项技术的发展，它所涉及的关键技术有芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术、电磁波传播技术。RF905系列射频无线传输涉及天线技术、数据变换与编码技术、电子波传播技术等，广泛应用于无线数据传输、警报与安全系统、家庭自动化系统、远程控制系统、监控系统、汽车、遥感探