張光娜

（吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，長春130052）

淺談無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張光娜

（吉林工程技術(shù)師范學(xué)院，長春130052）

隨著科學(xué)的發(fā)展，溫濕度檢測系統(tǒng)的應(yīng)用變得越來越廣泛，給人們的生活帶來了很大的便利。但是在對較遠(yuǎn)位置進(jìn)行檢測的時(shí)候，有很大的困難。為了解決這個(gè)問題，無線溫濕度檢測系統(tǒng)出現(xiàn)了。以STC89C52RC單片機(jī)為控制中樞，新型數(shù)字溫濕度傳感器DHT11為檢測單元，12864 LCD為顯示面板，可通過遠(yuǎn)程客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、參數(shù)設(shè)定，同時(shí)具備自動報(bào)警功能。

無線溫濕度檢測；設(shè)計(jì)；現(xiàn)場采集

溫濕度的檢測有很高的地位，它的作用也是很多地方所不可缺少的，譬如：溫室控制、醫(yī)院、圖書館、倉庫、建筑物等，這些場所對溫度和濕度都有很嚴(yán)格的要求。溫濕度檢測技術(shù)隨著科技的發(fā)展已經(jīng)變得非常成熟，但還是有很多的缺點(diǎn)影響無線溫濕度檢測系統(tǒng)的發(fā)展，為了使得人們的生活能變得更方便，解決這些問題勢在必行。本文主要目的就是對無線溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及它的重要性進(jìn)行分析。

1　淺析無線溫濕度檢測系統(tǒng)的發(fā)展以及它的重要性

隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步，人們研究出有線的溫濕度檢測系統(tǒng)，使得溫濕度的檢測變得方便。它是以單片機(jī)為核心，它的出現(xiàn)給溫濕度的檢測帶來了很大的方便。但是，在對遠(yuǎn)距離的溫濕度檢測時(shí)，會出現(xiàn)難控制、信號難接受等問題，這些問題的出現(xiàn)使得溫濕度還是不能滿足人們的需求，專家進(jìn)行了很多的研究，最終研究出無線溫濕度檢測系統(tǒng)。無線溫濕度檢測系統(tǒng)是現(xiàn)在溫濕度檢測中最常用的一種檢測系統(tǒng)，它的發(fā)展和使用給我們的生活帶來了很多的好處和便利。這種系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了以前出現(xiàn)的所有問題，是迄今為止最完善的一種溫濕度檢測系統(tǒng)，它的使用范圍也非常廣，給人們的生活帶來了很多的好處和便利。

2　對系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

2.1射頻傳輸芯片NRF9E5

射頻傳輸芯片NRF9E5是一種信息傳輸?shù)男酒?，它是無線溫濕度檢測系統(tǒng)的一個(gè)重要組件，它的主要指標(biāo)包括：一個(gè)內(nèi)置的收發(fā)器、傳輸?shù)念l率有三種，分別是433MHz、868MHz、915MHz，不同的頻率所使用的地方和起到的作用也是不一樣的，根據(jù)所使用的環(huán)境判斷所要使用的頻率，輸出一定范圍的功率。它最主要的一個(gè)功能是可以借助軟件進(jìn)行編程，對它的輸出功率進(jìn)行控制。除此之外，它還有很多智能化的功能，譬如：具有自動監(jiān)聽功能、自動位置檢測以及匹配功能，在低電壓時(shí)自動切換，保存電量等。射頻傳輸芯片NRF9E5是無線溫濕度系統(tǒng)的一個(gè)重要的部件，它所起到的作用是中心控制，所以，它是系統(tǒng)的核心設(shè)置，系統(tǒng)的運(yùn)行都是根據(jù)它的設(shè)定來進(jìn)行的。

2.2溫濕度傳感器

溫濕度傳感器也是無線溫濕度系統(tǒng)的一個(gè)重要的組件，它主要的作用是接受收集器收集到周圍環(huán)境中的溫度和濕度的信號，以此來對周圍溫度和濕度進(jìn)行判斷，確定是不是要改變它們。我們使用的溫濕度傳感器是DHT11，它是一種由數(shù)字化直接控制的數(shù)字信號輸出的一類傳感器，它的主要構(gòu)件為一個(gè)電容式感濕元件，一個(gè)感溫元件。除此之外，還需要8個(gè)高性能的單片機(jī)，使得它們彼此相連。溫濕度傳感器的優(yōu)點(diǎn)有很多：其一，小體積。其二，低損耗。其三，操作時(shí)簡單、快捷。其四，所使用的電壓非常低。其五，使用安全。

2.3溫濕度檢測點(diǎn)硬件電路

現(xiàn)在的溫濕度檢測系統(tǒng)其實(shí)都是由數(shù)字化直接控制的，因?yàn)閿?shù)字化直接控制是由電路來完成的，所以，控制無線溫濕度系統(tǒng)的時(shí)候，其實(shí)就是在控制電路。該電路所使用的芯片是NRF9E5，除了這個(gè)外，電路上還接有很多的零件，譬如：外戶程序儲存器、DHT11的溫濕度傳感器以及其他一些必要的零件。該電路的連接方式為NRF9E5芯片連接的發(fā)光二極管LED和一定阻值的電路相連，然后接3.3V的電壓來提供動力。

圖1　系統(tǒng)的硬件框圖Fig.1 Hardware diagram of the system

3　對系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1匯聚點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

要想完成該軟件的設(shè)計(jì)，首先要對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，直到發(fā)光二極管在通過一定的電流后變亮，說明初始化的完成。初始化完成后，開始進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，首先要做的就是通過特殊的方法激活NRF9E5芯片，然后開始數(shù)據(jù)接受，等到數(shù)據(jù)接受完成后，NRF9E5對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，它的處理過程為去掉一些地址、前導(dǎo)碼等，然后增加一些必須的數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)，在那里對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，最后完成匯聚點(diǎn)軟件的設(shè)計(jì)。

3.2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件對五項(xiàng)溫濕度系統(tǒng)的控制有著至關(guān)重要的作用，它的主要作用就是接收數(shù)據(jù)，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。它的工作流程為：通過匯聚點(diǎn)接收到相關(guān)的溫濕度信息，然后對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，再通過串口將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)會通過特定的軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，計(jì)算機(jī)會保存這些數(shù)據(jù)，以備以后的使用。

3.3溫濕度監(jiān)測點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

對溫濕度監(jiān)測點(diǎn)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要做的就是讓系統(tǒng)通電后主程序?qū)ο到y(tǒng)初始化，直到初始化完成后，再讀取溫濕度傳感器上所接收到的溫濕度數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)確定無誤后，開始通過特定的渠道進(jìn)行發(fā)送，注意的是要確定數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢。接收器接收所發(fā)送的數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絅RF905上，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入。

4　溫濕度檢測系統(tǒng)以后的發(fā)展

溫濕度檢測是生活中不可缺少的一部分，所以，在未來的生活中，它的發(fā)展也是必不可少的，為了配合未來生活的需要，無線溫濕度系統(tǒng)還是需要不斷更新和改進(jìn)，變得更加人性化，更加方便、快捷。

5　結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，人們對生活的要求變得越來越高，為了能達(dá)到各種高的要求，人們想出了各種各樣的辦法，其中對溫濕度的檢測和控制就是主要措施之一。溫濕度的檢測在現(xiàn)實(shí)生活中有很重要的作用，它能保證一些工作的正常進(jìn)行，譬如：溫室的溫濕度檢測，保證圖書館的干燥，保證食物的水分，保證糧倉的溫濕度等。可見，溫濕度對人們的生活有很大幫助，為了使人們的生活變得更好，就需要把溫濕度檢測工作做得更好。

［1］王志宏，白翠珍.基于DHT11的實(shí)驗(yàn)室多點(diǎn)溫濕度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.山西電子技術(shù)，2011，（4）：45-46.

［2］陳帥，廖志林，周建軍.基于物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測機(jī)房溫濕度系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電聲技術(shù)，2015，39（2）：29-31.

［3］劉偉永，王鳳瑛.基于ZigBee技術(shù)的無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2013，32（11）：64-65.

D iscussion on design of w ireless tem perature and hum idity m onitoring system

ZHANG Guang-na
（Jilin Engineering Normal College，Changchun 130052，China）

With the development of science and technology，the application of temperature and humidity detection system has becomemorewide and brought great convenience to people's lives.However，it is difficultwhen having detection for remote locations.Wireless temperature and humidity detection system is born to solve this problem.It takes STC89C52RC micro controlleras c ontrol center，new digital temperatureand humidity sensor DHT11 asdetection unitand 12864 LCD as display panel，which canmake real-timemonitoring and parameter setting by remote clients，and it also has function of automatic alarm.

Wireless temperatureand humidity detection；Design；Field collection

TM 76

B

1674-8646（2016）18-0032-02

2016-07-15

張光娜（1980-），女（滿族），吉林四平人，碩士，初級職稱，從事測控技術(shù)研究。