温湿度检测系统设计毕业设计

宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）

目 录

1 绪论................................................................................................................................................

1.1 课题研究的背景 ................................................................................................................. 1.2 研究的目的及意义 .............................................................................................................

1.2.1 设计要求 ................................................................................................................. 1.2.2 设计原理 ................................................................................................................. 1.3 开发环境和开发工具 .........................................................................................................

1.3.1 IAR软件 .................................................................................................................. 1.3.2 Altisum designer 09软件 .................................................................................. 1.3.1 Labview软件 ..........................................................................................................

2 温湿度检测系统方案设计 ............................................................................................................

2.1 系统的总体框架 ................................................................................................................. 2.2 硬件系统选型设计 ............................................................................................................. 2.3 总体软件系统设计 ............................................................................................................. 3 硬件设计 ........................................................................................................................................

3.1 终端检测板 .........................................................................................................................

3.1.1 PCB布局 .................................................................................................................. 3.1.2 温湿度传感器 ......................................................................................................... 3.1.3 PM2.5传感器 .......................................................................................................... 3.1.4 可燃气体传感器 .....................................................................................................

3.1.5 原理图 .....................................................................................................................

3.1.6 PCB ........................................................................................................................... 3.2 手持式移动显示板 .............................................................................................................

3.2.1 PCB布局 .................................................................................................................. 3.2.2 OLED显示屏 ..................................................... 3.2.3 串口通讯 ........................................................ 3.2.4 锂电池充放电保护 ................................................ 3.2.5 七彩LED指示灯 .................................................. 3.2.6 键盘去抖动 .............................................................................................................

3.3 稳压电源模块 ...................................................................................................................... 3.4 433M无线模块及天线设计 ................................................................................................. 4软件设计 .........................................................................................................................................

4.1总体设计思路 ...................................................................................................................... 4.2模块设计 .............................................................................................................................. 4.2.1 无线模块 ........................................................ 4.2.2传感器模块 ...................................................... 4.2.3按键模块 ........................................................ 4.2.4显示模块 ........................................................ 4.2.5指示灯模块 ...................................................... 4.2.6配对及ID号读取 ................................................. 4.3串口调试及上位机 ....................................................... 5 系统调试 ........................................................................................................................................

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宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）

5.2系统的软件调试 .................................................................................................................. 5.3系统的硬件调试 .................................................................................................................. 5.4 电路板运行图 ..................................................................................................................... 6设计体会及展望 .............................................................................................................................

6.1 设计体会 ............................................................................................................................. 6.2 设计展望 ............................................................................................................................. 参考文献 ............................................................................................................................................ 致谢....................................................................................................................................................

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宁波大学科学技术学院本科毕业设计（论文）

1 绪论

1.1 课题背景

长久以来，很多温湿度监控系统无一例外的都站在了总线制综合布线的阵营里。即以有线通讯方式为研发基础，开发了诸如E-BUS、EIB、ApBus、CAN总线、485总线等现场总线通讯协议。简单来说就是以有限网络为基础，依靠传感器采集，总线方式传输等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，安装系统前期工程量大，安装调试非常繁琐，后期检修保养复杂。新设计的智能监控系统就可以解决成本居高不下，检测环境不灵活，后期数据不易于分析这样的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。它的工作步骤如下：感应环境温湿度；单片机检测环境数据并通过无线模块发送手持终端设备，手持设备通过接受到的ID号，区分不同发射模块，串口传输数据给上位机分析。通过无线传感网络，可以在不同大小的空间，任意角落布局采样点，特别适合于大型仓储物流中心，粮食储存基地，故非常具有研究价值。

1.2 研究的目的及意义

随着人类科技的不断发展和进步，生产生活中我们急切需求精密，准确的参数。同时平常的温湿度参数已经不能完全代表空气质量的优劣。本研究探索一种高度集成的空气质量采集系统，它包含了温湿度，PM2.5，可燃气体传感器，可采集一些比较具有代表性的参数。同时随着物联网模式的兴起，无线通讯开始大规模普及。一种应用于大面积低成本的无线载波通讯得以实现。两项优点相互结合，我们可以设计出一款具有无线通讯功能的温湿度监测系统，通过结合上位机的软件分析，显示屏的直接数据获取，数据的多种采样方式等多种成熟技术新款检测系统完全可以替代传统复杂的检测模式。本研究意在对这种方案进行论证。最后我们还探索了一种低成本的无线传输方式，使用单片机调制解调 ，这样我们就可以省去无线通讯芯片，直接在在程序中就可以读取，发送数据。

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智能温湿度检测系统

1.2.1 设计要求

本课题的主要任务是研究新型智能温湿度检测系统。系统分为手持式显示终端，温湿度检测单元；终端能与不同单元匹配，自组网，同时具备一定火灾报警功能；系统还能接入电脑，方便使用者实时观察数据。主要内容和基本要求如下：

(1) 按下配置按键后，手持终端能与指定检测单元匹配； (2) 能实时显示温度，湿度数据；

(3) 手持显示终端可以恢复初始化设置，数据清零； (4) 环境发生较大突变时可以实时报警； (5) 当温度升高到达一定值时自动运行火灾检测；

(6) 终端设备能接入电脑上位机，在上位机中能观察网络中各个单元的实时数据，并将这些数据存储在指定文件中 本次设计计划打样PCB电路板，

1.2.2 设计原理

本系统基于433M无线载波通讯设计，通过一套自定义的通讯协议来建立数据通讯，用到的最基本的传输原理是以麦克斯韦电磁场理论为基础的无线通讯原理。我们知道无线电波通过一定的脉宽调制可以传送信息。同时只要信号强度达到要求，接收端可以通过解调的方法还原出原始数据。形象的来说无线电波就像汽车，需要传输的数据就是上面的货物，我们需要做的就是把货物搬到汽车上，还有卸下来。这种技术目前广泛运用于电信及家庭无线局域网（WIFI)。433无线发送和接収的时差性非常小，所以我们可以直接定义一种最简单的通讯协议，该协议根据接収脉冲的高低电平时间（脉宽）来判断“0”,“1”。这种工作原理最早出现在早期的无线电设备上，是所有无线通讯发展的基础。经过近几年无线技术的高速发展，新出现的通讯方式带宽更加高，信号辐射更加灵敏，数据直接以打包的方式整体传输，总体来说就是框架更加体系，结构更加严密。

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