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摘要:本系统采用单片机及无线传输技术,实现小型无人值守气象站温湿度的测量、温湿度信号无线收发和显示功能。系统包括上位机和下位机两部分,下位机完成温湿度的测量和信号的无线发送,上位机接收下位机发来的温湿度数据并用显示器显示输出。 本系统以STC89C52单片机为核心,以温湿度传感器DHT11作为测量元件,测量元件与单片机相连,采集测量数据,通过nRF24L01无线传输模块进行上下位机之间的数据传输,最终通过LED显示器显示测量数据。 该系统解决了气象站温湿度采集系统的常见问题,如采集现场环境恶劣、数据传输效果不佳、数据处理工作量大等,随着单片机和数字传感器的普及,系统的经济可行性特点日益突出。
关键词 单片机;温湿度采集;DHT11;无线模块传输;nRF24L01
目录 摘要 Abstract 1 绪论-1 1.1 论文研究的背景和意义-1 1.2国内外研究进展-1 1.3 主要研究范围及内容-3 1.4 本章小结-3 2 无线自动气象站温湿度采集系统的总体设计-4 2.1 系统整体设计方案-4 2.2 单片机的选用-4 2.3 温湿度传感器的选用-4 2.3.1可选用的温度检测设备-4 2.3.2 可选用的湿度检测设备-6 2.3.3 集成式温湿度传感器-6 2.4无线传输方式-6 2.4.1 红外线传输-6 2.4.2无线收发模块传输-7 2.4.3 TC35i GSM 模块传输-7 2.5 系统方案选择-7 2.5.1 传感器的选用-7 2.5.2 无线通信方式的选用-8 2.6系统的工作原理-8 2.7系统的功能-8 2.8 本章小结-9 3 硬件设计-10 3.1 温湿度传感器-10 3.1.1 DHT11 电路连接说明-10 3.1.2 DHT11 的数据结构-11 3.2 单片机系统-11 3.2.1 STC89C52单片机功能简介-11 3.2.2 STC89C52单片机的内部结构-12 3.2.3 STC89C52单片机的工作模式-13 3.3 无线模块nRF24L01-13 3.3.1 nRF24L01简介-13 3.3.3 nRF24L01工作模式-14 3.4 LED显示原理-16 3.5 各部位电路图-17 3.5.1 时钟电路-17 3.5.2 复位电路-17 3.5.3 晶振电路-18 3.5.4 DHT11温湿度传感器电路-18 3.5.5 nRF24L01无线模块电路-19 3.5.6 LED数码管显示电路-19 3.5.7 系统发射电路-20 3.5.8 系统接收电路-21 3.6 本章小结-21 4 软件设计-23 4.1主程序与流程图-23 4.1.1下位机软件设计-23 4.1.2 上位机软件设计-24 4.2 温湿度采集软件设计-25 4.2.1 DHT11采集温湿度流程图-25 4.2.2 DHT11的传输时序及采集温湿度的子程序-26 4.3 LED显示流程图与子程序-28 4.4 nRF24L01无线模块初始化流程图与SPI时序-30 4.5本章小结-32 5 系统调试-33 5.1 硬件静态调试-33 5.2 软件调试-33 5.3 动态在线调试-33 结论-34 致谢-35 参考文献-36 附录-38 附录1:无线气象站温湿度采集系统实验装置实物图 38 附录2:发射端程序-39 附录3:接收端程序-48 |