基于单片机的无线环境监测系统的设计
目 录
1引言 1
1.1研究背景 1
1.2研究目的和意义 1
1.3系统研究的功能 2
2无线环境监测系统的总体设计 2
2.1系统设计内容 2
2.2系统设计要求 2
2.3系统设计方案 3
2.4系统结构框图 3
3元器件介绍 3
3.1单片机AT89S52 3
3.2数码管 5
3.3自锁开关 5
3.4三极管 6
3.5蜂鸣器 8
3.6电容 9
4硬件功能模块设计 9
4.1温湿度模块 10
4.2光照模块 11
4.3 放大电路模块 11
4.4 无线发射模块 12
4.5发射模块的PCB图 13
4.6无线接收模块 13
4.7 稳压电源模块 14
4.8报警模块 15
4.9液晶模块 15
4.10程序模块 16
4.11时钟模块 18
4.12按键模块 19
4.13接收模块的PCB图 20
5软件功能设计 20
5.1软件系统设计 21
5.2程序设 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@
计 21
6无线环境监测系统的测试 22
6.1硬件实物图 22
6.2系统使用说明 23
6.3演示图 23
6.4操作注意事项 23
总 结 24
致 谢 25
参考文献 26
附录一 27
附录二 28
1 引言
为了使人类生活舒适、健康同时也能够对环境进行保护,在许多情况下,需要监测环境参数。毕竟,环境参数与人们的生活息息相关,因此有必要对环境参数进行监测。本项目的设计是基于室内生活环境的监测且带有日历功能,用于数据存储和远程数据通信和温度、湿度和照明自动测量的环境监测器。然而,该系统需要低功耗,体积小,成本低,使用灵活方便,同时大大提高了数据采集的准确性、实时性,可以减少对人力物力的研究投入。
1.1研究背景
目前,国内外已经高度重视控制环境农业的发展。可控环境农业则是指在人工设施的保护下,利用工程技术为生物提供相对适宜的环境,以达到高产优质的目的。我们的农业的最终目标,就是使我们的农业生产,如工业,不再受自然环境因素的制约,从而有效地生产,提高人类的生活质量。
在全球信息化和数字化背景下,全球也在向现代化农业转变。然而环境监测是一项复杂而细致的工作,温度、湿度、光强等环境因素的监测工作量很大,做手工工作需要很多复杂的工作,而且要花费大量的时间和精力(((((。如果能够让计算机进行实时监测控制,不仅能够保证温度、湿度光强等数据准确无误,还能够快速及时显示数据以及给出警报,便于工作人员进行监督与控制。相比较纯手工操作,计算机具有手工管理所无法达到的很多优点与便捷。
温度、湿度和光强度的测量和控制是许多领域的重要目标,它与人类的日常生活也是息息相关的。那么因为是人类的日常生活环境,所以是具有更严格要求的。在前期时间里我自己到图书馆里查阅了相关的网站和文献,从资料中了解到人们在日常生活中接触最最基本的是温度、湿度、光照强度等几种环境因素。
1.2研究目的和意义
21世纪的今天,随着科技质的飞跃,人们对于生活的要求也是日新月异,就环境监测而言,它已逐步步入现代化和自动化的阶段,科技化的道路。而此项技能除了在农业、工业方面显得尤为重要之外,在家居生活这一块也逐渐显现出了特别的重要性。特别是在环境监测方面,怎样才能提高人类日常生活的安全性;怎样才能显示什么样的环境才是人类所需要的(温度、湿度、光照强度);怎样才能保证人们在正常生活的日子中不用担心环境会骤变,从而给人类提供更加舒适的环境(((。
那么我所要设计的这个系统的主控制器是单片机。整个系统的主要思路是通过传感器监测温度变化相同的类型,周围环境中的湿度和光照强度,同时进行数据采集,然后传输到处理的AT89S52单片机,然后转移到电路用一个自定义的无线传输协议的控制终端和控制终端能够清晰显示收集到的环境数据信息。当然,若是采集到的数据与当初设定的值有所出入,系统要能够及时通过分析处理给出报警提醒,以便人类能够第一时间给出对策,确保自身的舒适与安全。
我所要设计的这个监测系统主要是由AT89S52单片机以及NRF24L01无线传输模块组成的。整个系统而言,它主要是基于DHT11温湿度传感器和BH1750光强传感器的对环境中温、湿度和光强进行自动检测。它主要可以在各个所需的探测节点直接监测和采集数据,因为所用的传感器都是数字传感器,因此,当前检测到的环境的温度,湿度和照明信息可以直接发送到终端节点(((。而于此同时也是要配合终端硬件的设计来完成整个终端部分的设计。这样做的目的是为了充分利用毕业设计的时期来研究和设计一个AT89S52单片机来监控环境的各种因素的系统,为人类的舒适生活尽己一丝绵薄之力。
1.3系统研究的功能
(1)通过数字传感器DHT11和BH1750自动采集周围环境的温度、湿度和光照强度数据,传输给单片机处理,再通过无线模块传送到终端,然后在显示屏上显示具体数据;
(2)可以根据环境的变化,自主地进行设置温度、湿度的范围值;
(3)如果测量的数据超出了最初设置的数据集,系统将发出警报,提醒人们。
2 无线环境监测系统的总体设计
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