劉寅生　李帥飛沈陽工學院

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溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)測裝置的設計

劉寅生李帥飛
沈陽工學院

摘要：本文介紹了由單片機、DHT11溫濕度測量模塊、LCD1602顯示模塊、報警模塊，NRF24L01無線傳輸模塊等構成的溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)測裝置。軟件部分應用了數(shù)字濾波方法，降低干擾，實現(xiàn)了溫濕度參數(shù)的測量與無線傳輸。

關鍵字：溫濕度測量 無線傳輸 數(shù)字濾波

1　系統(tǒng)總體設計

溫室大棚參數(shù)監(jiān)測裝置組成：由單片機、測量模塊、按鍵模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、報警模塊等部分組成。通過溫濕度傳感對大棚內(nèi)的固定點進行檢測，完成溫濕度的檢測。溫濕度數(shù)據(jù)經(jīng)過DHT11集成模塊輸入單片機，單片機進行數(shù)據(jù)的處理，并且從機輸出的溫濕度數(shù)據(jù)，通過NRF24L01無線發(fā)射，讓主機進行接收?？傮w系統(tǒng)組成如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)結構框圖

2　溫濕度檢測

采用集成的、溫濕度采集一體的模塊DHT11，其直接輸出數(shù)字信號，硬件接口簡單，軟件程序編寫容易。DHT11集成數(shù)字溫濕度傳感器模塊是一款含有校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器集成模塊，它使用專用的數(shù)字模塊采集和溫濕度傳感技術，能讓產(chǎn)品具有比較高的可靠性和穩(wěn)定性。傳感器含有一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫數(shù)據(jù)的元件，并且可以和單片機直接相連接。

3　無線傳送模塊

采用無線傳輸模塊NRF24L01進行數(shù)據(jù)傳輸，其可以直接和單片機的端口相連，硬件設計簡單，程序編寫容易。NRF24L01是一款新型的單片射頻收發(fā)模塊，工作在2.4 GHz～2.5 GHz 的ISM頻段。內(nèi)含有頻率合成、功率放大、晶體振蕩、調(diào)制等器件模塊模塊，它的輸出功率和通信頻道可以通過程序進行設置。NRF24L01功耗很低，在以較高的功率發(fā)射時，工作電流也只有9 mA；接收時，工作電流最大達到12.3 mA，多種低功率工作模式（掉電和空閑模式）使整體裝置在運行時更為節(jié)省能源。

4　軟件系統(tǒng)總體工作流程

當系統(tǒng)接上電源后，主機和從機都進行初始化，從機的功能為通過DHT11采集溫度和濕度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)經(jīng)過整理后發(fā)送給NRF24L01模塊，NRF24L01模塊將數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)送給上位機，上位機經(jīng)過整理將數(shù)據(jù)發(fā)送給LCD1602顯示，并且將接收到的數(shù)據(jù)與設定好的溫度和濕度進行比較，判定是否達到限定值。主機程序流程如圖2所示。

圖2 主機程序流程圖

5　總結

該裝置以單片機為核心，采用DHT11溫濕度測量模塊測量溫室參數(shù)，并通過 NRF24L01無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)構成簡單。同時，對采集數(shù)據(jù)采用數(shù)字濾波方法進行降低干擾，即對溫濕度傳感器所采集到的數(shù)據(jù)進行多次累加求平均值來降低信號傳輸過程中的干擾，效果較好。

參考文獻

［1］王世明，王冰.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng)［J］.山西農(nóng)業(yè)科學，2008第六期32-65.

［2］畢玉革.我國現(xiàn)代溫室環(huán)境控制硬件系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀及發(fā)展［J］.農(nóng)業(yè)化研究，2009年第3期72-85.

［3］范薇薇.基于無線傳感器網(wǎng)絡的溫室控制系統(tǒng)研究［D］.中國知網(wǎng)，2010：90-105.

［4］王中心.溫室土壤溫濕度無線信息采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).中國知網(wǎng)，2010：135-169.