基于单片机的无线温湿度监控系统毕业论文

 2022-05-12 09:05

论文总字数:43818字

摘 要

当今社会,温湿度与人类生活日益密切。为了维护仓储商品的质量完好,因此需要建立实时的温湿度监控系统,保存完整的历史温度数据都已经进入了行业规范。本文通过使用STC89C52单片机、DHT11传感器模块、1602液晶显示屏模块、Nrf905无线模块以及报警模块(包含四个继电器)来实现无线环境温湿度监测功能。系统由主机和从机两部分构成,其中从机负责采集环境中的温湿度等环境参数,从机通过无线通信模块与主机进行通信,主机接收到数据后把相关参数显示在液晶上,主机设有按键模块,用户可以通过按键设定温度、湿度上限值和下限值,当检测到的实时值超过上限或低于下限主机会驱动对应的控制设备进行调节,同时单片机会驱动蜂鸣器报警提醒用户。

关键词:STC89C52单片机 DHT11传感器 无线模块 报警模块 

Abstract

In current society, temperature and humidity are increasingly related to human life. To maintain the quality of stored goods,Therefore, to build real-time temperature and humidity monitoring system and to keep complete historical temperature data have both been regulated by industry standard. This paper applies STC89C52 one-chip processor, DHT11 sensor module, 1602 LCD module, Nrf905 wireless module and alarming module(including 4 relays) to realize the function of wireless-based environment temperature and humidity monitoring system. The system consists of two parts, host machine and subordinate machine. The subordinate machine will be in charge of collecting environmental parameters, such as temperature and humidity. It communicates with the host machine through wireless communication module. After the host machine receives data, it will display relative parameters on the LCD. The host machine is with key module, with which the users can regulate upper and lower limit values of temperature and humidity. When the real-time value being monitored exceeds the upper limit value or is below the lower limit, the host machine will adjust through relative controlling equipments and the one-chip processor will remind the users through driving buzzer warning.

Key words: STC89C52 one-chip processor; DHT11 sensor module; wireless module; alarming module

目 录

第一章 绪 论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题研究的意义 1

1.3 课题研究的主要内容 2

第二章 系统总体方案设计 3

2.1 功能及设计思路 3

2.2 方案选择 3

2.2.1 传感器选择方案 3

2.2.2 单片机主芯片选择方案 4

2.2.3 显示器选择方案 5

2.2.4 无线收发模块选择方案 6

2.2.5 电源选择 7

2.3 总体设计框图 7

第三章 系统硬件设计 9

3.1 概述 9

3.2 主控模块 9

3.2.1 STC89C52单片机 9

3.2.2 主控模块电路原理图 11

3.3 显示模块 11

3.3.1 LCD1602的指令说明及时序 13

3.3.2 LCD1602的RAM地址映射及标准字库表 15

3.3.3 1602液晶显示模块电路原理图 16

3.4 温湿度采集模块 16

3.4.1 DHT11传感器简介 16

3.4.2 DHT11传感器模块设计 20

3.5 报警模块 21

3.5.1 蜂鸣器介绍 21

3.5.2 蜂鸣器工作原理 22

3.5.3 继电器 22

3.6 无线模块 22

3.6.1 射频芯片nRF905 22

第四章 系统软件设计 25

4.1 从机模块主程序流程 25

4.1.1 从机主程序模块流程 26

4.1.2 从机无线发送模块软件设计 28

4.2 主机主程序流程 30

4.2.1 主机主程序模块软件设计 30

4.2.2 主机报警模块软件设计 31

4.2.3 主机无线接收模块软件设计 32

第五章 安装与调试 34

5.1 硬件焊接 34

5.1.1 绘制原理图 34

5.1.2 准备元器件 34

5.1.3 排布元器件 34

5.1.4 焊接元器件 35

5.1.5 硬件的焊接 35

5.2 硬件调试 36

5.3 软件的调试 41

5.4 分析与总结 42

第六章 结论与展望 44

致 谢 46

参考文献 47

附录A 硬件原理图 49

附录B 程序清单 51

第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景

二十一世纪以来,随着科学技术的迅速发展和广泛应用,单片机行业也逐渐步入人们生活中的方方面面,同时促进传统的检测方式不断发展创新。在实际工作以及全自动化管理的单片机工作体系里,截至目前,单片机都是一类非常关键的设备,单单了解单片机的理论知识是不能满足实际需要的,还必须按照其实际的硬件设施,并且根据实际应用工作特点的计算机软件,逐渐完善合理化。

温度、湿度同各行各业的生产、制造,以及人们的生活有着紧密的联系,与此同时,在工业制造里,最为普遍最为基础的设计参数随着科学技术的快速发展进步与广泛应用,高效率高质量的设施也随之增多,各个制造业对温度、湿度的要求也随之增高。过去的温度、湿度测量方式通常都是人工式的,工人轮流上班,检测并且记录工作环境的相关数据信息。在传统工作方式中,不单单工作效率低下,而且人力资源使用不够充分合理,造成安全性、有效性都很差,很多突发事故都是因为人为因素产生的,人工操作的时候,没有统一的控制体系。但是目前出现的电子监控体系,就能够很好地解决上述的人力资源分配不合理,管理操作不合理等各种问题,这是因为监控系统的数字化设计。所以,本次的毕业设计对这类监控项目具有一定的指导意义。

1.2 课题研究的意义

运用单片机设计操作系统,能够迅速、准确的反应表达所处环境的温度、湿度的改变。实现例如升高温度到指定的温度、降低温度到指定的温度。在温度的控制幅度之内,维持恒温等各种操作模式,湿度管理方面和温度管理十分类似。把上述系统使用到大棚、仓库里,可以为各种植物、经济作物生长供应了良好的条件,在地势构造复杂、人力操作困难的区域,使用无线收集方式更加可靠、合理。本检测体系能够快速、准确的表现各种工作环境中温度、湿度的数据,可以达到温度、湿度的检测管理需求。

1.3 课题研究的主要内容

本系统所要完成的任务是:

1、人性化的设计。最大最小温度、湿度值可以根据使用者的具体根据要求,使用键盘录入并且运用显示器表现出来。

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