1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目： 無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（探測(cè)軟件部分） </p><p><b>　　獨(dú)創(chuàng)性聲明</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其

2、他同志對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。特此聲明。</p><p>　　論文作者簽名： 日期： </p><p>　　關(guān)于論文使用授權(quán)的說明</p><p>　　本人完全了解福州大學(xué)至誠(chéng)學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和

3、借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。</p><p>　　論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： </p><p>　　無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（探測(cè)軟件部分）</p><p><b>　　摘要</b></

4、p><p>　　在科技飛速發(fā)展的今天，環(huán)境監(jiān)測(cè)已經(jīng)逐漸向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、科技化、科學(xué)化等發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、工作環(huán)境方面就顯得尤為重要，特別是環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，怎樣才能提高作物的產(chǎn)量、怎樣的環(huán)境才是作物適應(yīng)的，作物生長(zhǎng)需要的什么樣的溫度、濕度，需要的光照度是多少；怎樣才能在危險(xiǎn)的區(qū)域施工而不用擔(dān)心事故發(fā)生和減少因?yàn)橥饨绛h(huán)境變化而引起的事故。這些信息我們?cè)鯓觼慝@得，這就需要我們用科學(xué)的力量來解決這個(gè)問題，也正因如此，本課題就應(yīng)運(yùn)

5、而生了。</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機(jī)為主控制器。設(shè)計(jì)的主要思路是通過傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度、濕度的變化和光照的有無，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)AT89S52進(jìn)行初步處理，再通過帶有自定義無線傳輸協(xié)議的電路傳送給控制終端，并在控制終端上顯示采集到的環(huán)境信息。</p><p>　　本論文主要由AT89S52單片機(jī)和NRF24L01無線傳輸模塊制作一個(gè)監(jiān)測(cè)探測(cè)，基于DS18B20、HS11

6、01傳感器及光敏電阻的溫濕度和光強(qiáng)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)探測(cè)可以分別于各探測(cè)節(jié)點(diǎn)直接監(jiān)測(cè)，并能傳輸當(dāng)前探測(cè)到的環(huán)境溫度、濕度和光照信息給終端節(jié)點(diǎn)，配合終端硬件設(shè)計(jì)完成整個(gè)終端部分的軟件設(shè)計(jì)，目的是利用畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間學(xué)習(xí)一種利用AT89S52型單片機(jī)對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制的方法。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，NRF24L01，DS18B20，HS1101，光敏電阻</p><p>　　De

7、sign and Implement of Wireless environment monitoring system (detection software part)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In technology rapid development today, environment monitoring

8、 has gradually to modernization and automation, technology and scientific development, such as in agriculture, working environment is particularly important, especially environment monitoring, how to increase crop yield,

9、 how to adapt to the environment is the crop, crop growth need what kind of temperature, humidity, need what is the light; How to in dangerous area construction and don't worry accidents and less because of external

10、env</p><p>　　This system mainly adopts single-chip microcomputer controller. Design of the main ideas is through the sensor to monitor the environment temperature, humidity changes and illumination, and will

11、 have collected data transmission give monolithic integrated circuit AT89S52 preliminary treatment and then through wireless transmission agreement with custom send control circuits, and in control terminals terminal dis

12、play on environmental information collected.</p><p>　　This thesis mainly by NRF24L01 AT89S52 SCM and wireless transmission module making a monitoring based on DS18B20, HS1101 detection, the temperature and h

13、umidity sensor and photoconductive resistance of light intensity, automatic test system for the difference in the monitoring detection can detect nodes directly, monitor, and detects to transmit the current environmental

14、 temperature, humidity and light information to the terminal node, with terminal hardware design to complete the whole terminal</p><p>　　Key Words: Microcontroller, NRF24L01, DS18B20, HS1101, photoconductive

15、 resistance </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　AbstractIII</p><p>　　第一章 緒論1</p><p>　　1．1課題的背景1</p><p>　　1．2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　

16、　1．2．1溫濕度傳惑器的發(fā)展概況3</p><p>　　1．2．2光照傳感器的發(fā)展概況4</p><p>　　1．2．3無線傳輸模塊NRF24L01的發(fā)展概況5</p><p>　　1．3課題的意義6</p><p>　　第二章 方案的對(duì)比和論證8</p><p>　　2. 1溫度傳感器的選擇8<

17、/p><p>　　2. 2 濕度傳感器的選擇9</p><p>　　2. 3 光照傳感器的選擇9</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)（探測(cè)部分）10</p><p>　　3．1系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)主機(jī)CPU程序框圖10</p><p>　　3．2系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)從機(jī)CPU程序框圖11</p>&

18、lt;p>　　3.3從機(jī)軟件的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3．3．1溫度模塊的設(shè)計(jì)13</p><p>　　3．3．2濕度模塊的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3．3．3光照模塊的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3．4本章小結(jié)19</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的運(yùn)行與測(cè)試20</p>

19、<p>　　4．1數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)20</p><p>　　4．2報(bào)警上下限值的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4．3測(cè)試的結(jié)果20</p><p><b>　　結(jié) 束 語(yǔ)23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p>&

20、lt;b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1．1課題的背景</b></p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于可控環(huán)境農(nóng)業(yè)都十分的重視，所謂可控環(huán)境農(nóng)業(yè)是指人工設(shè)施保護(hù)條件下，通過工程技術(shù)手段為生物提供適宜環(huán)境，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的目

21、的。根據(jù)所強(qiáng)調(diào)的對(duì)象和發(fā)展的不同階段而有不同的稱謂，如溫室農(nóng)業(yè)（Greenhouse Agriculture）、工廠化農(nóng)業(yè)（Industrialized Agriculture））、植物工廠（Plant Factory）、保護(hù)地栽培（Protected Cultivation）、保護(hù)地園藝（Protected Horticulture），等等?？煽丨h(huán)境農(nóng)業(yè)的最高目標(biāo)是能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)象工業(yè)一樣不受自然環(huán)境因素制約，并進(jìn)行自動(dòng)化的高效生產(chǎn)[1

22、0]。</p><p>　　在全球信息化和數(shù)字化背景下, 全球農(nóng)業(yè)也由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向轉(zhuǎn)變，而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息與數(shù)字化則是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志與核心技術(shù)。農(nóng)業(yè)具有地域分散、對(duì)象多樣、環(huán)境因子不確定等特點(diǎn)，也是受環(huán)境影響最明顯的領(lǐng)域，因此對(duì)環(huán)境與生物信息的監(jiān)測(cè)十分重要。</p><p>　　然而環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜而又十分細(xì)致的工作，溫度、濕度、光強(qiáng)、風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)的工作量很大，一般不允許出

23、錯(cuò)，如果實(shí)行手工操作，須人手進(jìn)行大量復(fù)雜的工作，這就會(huì)耗費(fèi)工作人員大量的時(shí)間和精力，計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制時(shí)，不僅能夠保證溫濕度等準(zhǔn)確無誤、而且快速及時(shí)，便于工作人員進(jìn)行隨時(shí)的監(jiān)督與控制。同時(shí)計(jì)算機(jī)具有手工管理所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　溫度、濕度、光強(qiáng)的測(cè)量和控制是許多行業(yè)的重要工作目標(biāo)之一，無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是其他行業(yè)對(duì)以上幾項(xiàng)指標(biāo)都是具有嚴(yán)格要求的，經(jīng)過開題期間的文獻(xiàn)查閱和實(shí)際情況調(diào)研，了解到農(nóng)業(yè)設(shè)

24、施中最基本的條件就是溫度、濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向、土壤等環(huán)境條件等的監(jiān)測(cè)。</p><p>　　1．2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　早在上世紀(jì)70年代，就出現(xiàn)了將傳統(tǒng)傳感器采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、連接傳感控制器而構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)雛形，我們把它歸之為第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)。它是1978年，由美國(guó)國(guó)防部DARPAR資助的一個(gè)關(guān)于分布式無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的研究小組發(fā)起的。當(dāng)時(shí)處于冷戰(zhàn)時(shí)期，為了監(jiān)測(cè)敵方

25、潛艇的活動(dòng)情況，需要在海洋中布置大量的傳感器，使用這些傳感器所監(jiān)測(cè)的信息來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水中潛艇的行動(dòng)。接下來在上世紀(jì)90年代中期，DARPAR又資助了LWIM(Low-powcT Wireless Integrated Microsensors)項(xiàng)目。至U1998年，這個(gè)項(xiàng)目又演變?yōu)镾ensIT計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃的研究成果要將大規(guī)模分布式傳感器系統(tǒng)用在軍用上，它總共包含29個(gè)研究項(xiàng)目，SenslT計(jì)劃資助了25個(gè)研究機(jī)構(gòu)。</p>

26、<p>　　隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還具有了獲取多種信息的綜合處理能力，并通過與傳感控制器相聯(lián)，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，這是第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)。而從上世紀(jì)末開始，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)開始應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，人們用其組建智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量多功能傳感器被運(yùn)用，并使用無線技術(shù)連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。</p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)后，無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)迎來了

27、新一輪的大規(guī)模研究和開發(fā)，出現(xiàn)了眾多的用于軍事的研究項(xiàng)目。例如美國(guó)陸軍的“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信”項(xiàng)目、“無人值守地面?zhèn)鞲衅魅骸表?xiàng)目、“戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)”項(xiàng)目，還有美國(guó)海軍的“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”項(xiàng)目、“網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)”項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目的研究使得美國(guó)陸軍和海軍提高了作戰(zhàn)能力，極其顯著的是，軍隊(duì)的情報(bào)偵察和獲取水平產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍[6]。</p><p>　　無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的研究引起了世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的高度重視，

28、其應(yīng)用逐漸延伸到民用領(lǐng)域。例如2002年5月，美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)能源部合作研究反恐系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場(chǎng)所為目標(biāo)的生化武器襲擊，并及時(shí)采取防范對(duì)策；2003年，美國(guó)又由國(guó)家自然基金委員投資，進(jìn)行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的CENS計(jì)劃。隨著信息時(shí)代的到來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究又開辟了新的天地，各信息業(yè)巨頭們紛紛啟動(dòng)了這方面的研究計(jì)劃。早在2002年10月，英特爾公司就發(fā)布了誓基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算發(fā)展規(guī)劃”

29、，此規(guī)劃開發(fā)了集成度很高的超微型傳感器，并將超微型傳感器應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、森林滅火乃至海底板塊調(diào)查、行星探查等領(lǐng)域。</p><p>　　我們可以看到無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景，其發(fā)展和應(yīng)用將會(huì)給人類的生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域帶來深遠(yuǎn)影響。IEEE正在努力推進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展，波士頓大學(xué)(Boron University)還于最近創(chuàng)辦了傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)(Senso

30、r Network Consortium)，期望能促進(jìn)傳感器聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)。除了波士頓大學(xué)，該協(xié)會(huì)還包括BP、霍尼韋爾(Honeywell)、Inetco Systems、Invensys、L-3 Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast SyStems及TextronSystems。我國(guó)的一些科研單位和大學(xué)，如清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等也從2002年起開始了對(duì)無線環(huán)境監(jiān)

31、測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的研究。美國(guó)的《技術(shù)評(píng)論》雜志在論述未來新興十大技術(shù)時(shí)，更是將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為第一項(xiàng)未來新興技術(shù)，《商業(yè)周刊》預(yù)測(cè)的未來四大新技術(shù)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也列入其中。可以預(yù)計(jì)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛是一種必然趨勢(shì)，它的出現(xiàn)將會(huì)給人類社會(huì)帶來極大的變革[6]。</p><p>　　1．2．1溫濕度傳惑器的發(fā)展概況</p><p>　　最早的溫度計(jì)是近代科學(xué)之父伽利略于1597年提出的，它

32、是利用空氣熱膨脹原理的溫度計(jì)。然而這種溫度計(jì)使用不便，因此開發(fā)了利用酒精和水銀熱膨脹的熱體溫度計(jì)，這就是最初機(jī)械溫度計(jì)。隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了溫度傳感器，例如熱電偶，它是基于塞貝克發(fā)現(xiàn)熱電勢(shì)效應(yīng)而制成的。還有熱敏電阻，它是根據(jù)金屬和半導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化的原理而制成的傳感器。這些都屬于基于物理原理的傳感器。而后，又出現(xiàn)了基于模擬電子技術(shù)的PN結(jié)傳感器，晶體溫度傳感器等等嘲。當(dāng)今，由于用于感溫的敏感材料越來越多，溫度傳感器的種

33、類也越來越多。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，各種集成式、電子式的溫度傳感器相繼出現(xiàn)，使溫度傳感技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。我們用的DS18B20就是數(shù)字溫度的一個(gè)傳感器，DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便[5]。</p><p>　　濕度傳感技術(shù)的研究分為

34、兩個(gè)方面。最主要的是傳感機(jī)制、材料和產(chǎn)品工藝的研究。其次，從工程應(yīng)用的角度，研究器件特性的校準(zhǔn)、補(bǔ)償以及可靠性和失效性問題，而智能化技術(shù)的引入，是解決這類問題最佳方法。</p><p>　　包括濕度傳感技術(shù)在內(nèi)的濕度測(cè)量技術(shù)研究，國(guó)內(nèi)外都投入了相當(dāng)?shù)娜肆拓?cái)力。國(guó)際上有以VAISALA(芬蘭)、PHILIPS(比利時(shí))為代表的幾家著名專業(yè)公司，美國(guó)霍尼韋爾也設(shè)有專業(yè)分公司。研究水平較高的有芬蘭、日本、英國(guó)、愛爾蘭

35、和美國(guó)等。國(guó)際濕度與水分學(xué)術(shù)會(huì)議每四年召開一次，國(guó)際化學(xué)傳感器會(huì)議(IMCS)也包括濕敏傳感技術(shù)內(nèi)容。國(guó)內(nèi)濕度測(cè)量研究的規(guī)模相當(dāng)大，不僅研究人員多，有自己的標(biāo)準(zhǔn)、鑒定系統(tǒng)和專業(yè)學(xué)會(huì)，而且研究工作也有相當(dāng)水平，某些技術(shù)在國(guó)際上還處于領(lǐng)先地位。我國(guó)八五、九五規(guī)劃發(fā)展期間分別列有濕敏傳感技術(shù)專項(xiàng)攻關(guān)計(jì)劃，并且有武漢儀器儀表研究所、江蘇無線電研究所等專業(yè)研究所，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心、國(guó)家計(jì)量研究院、建筑科學(xué)研究院等機(jī)構(gòu)也都有高水平的研究室，全國(guó)

36、各大專院校的儀器、陶瓷和固體電子材料等專業(yè)都有相當(dāng)一部分研究人員從事濕度測(cè)量研究工作，其中以北京、武漢、哈爾濱、上海、西安和南京等地的研究水平較高。中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)設(shè)有濕度與水分、氣體專業(yè)委員會(huì)，濕度與水分、氣體全國(guó)會(huì)議每?jī)赡暌淮?。雖然我國(guó)的濕度測(cè)量研究和國(guó)際先進(jìn)水平相差不大，但在實(shí)際應(yīng)用和工業(yè)化生產(chǎn)方面的差距卻很大。國(guó)家投入了</p><p>　　大量的人力物力，但所產(chǎn)生的效益并不高。究其原因，除了科研和市場(chǎng)之

37、間的銜接機(jī)制薄弱外，材料和工藝技術(shù)的滯后也是制約我國(guó)高科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素，而濕敏傳感技術(shù)穩(wěn)定性較差，對(duì)工藝技術(shù)的依賴更大。國(guó)內(nèi)溫濕度測(cè)控系統(tǒng)的高端市場(chǎng)基本上選用昂貴的進(jìn)口系統(tǒng)，而國(guó)內(nèi)研制系統(tǒng)所處的中低端市場(chǎng)規(guī)模小得多，而且發(fā)展緩慢。隨著多孔陶瓷、厚膜等濕敏傳感技術(shù)的發(fā)展，近幾年來，國(guó)內(nèi)外濕敏傳感技術(shù)的研究重點(diǎn)和工程應(yīng)用都集中在聚酞亞胺API)薄膜高分子電容濕敏元件，而低精度測(cè)量系統(tǒng)則仍然以陶瓷、厚膜類濕敏器件為主[10]。</p&

38、gt;<p>　　目前國(guó)內(nèi)還沒有完全符合上述指標(biāo)要求的產(chǎn)品，哈爾濱半導(dǎo)體器件廠生產(chǎn)的陶瓷器件帶有加熱清洗裝置，具有較好的綜合性能，但不適合本項(xiàng)目應(yīng)用。國(guó)外的 (美國(guó)霍尼韋爾)集成式傳感器盡管問世不久，受到一致好評(píng)。性能完全符合上述要求，并且可靠性較高㈣。發(fā)達(dá)國(guó)家有先進(jìn)的制造工藝支持，因此，其穩(wěn)定性、互換性等系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵性指標(biāo)將越來越好。國(guó)內(nèi)濕敏傳感技術(shù)的發(fā)展將密切跟蹤傳感器小型化、集成化、多功能化和系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)

39、將開展納米級(jí)功能材料的研究，并與微電子機(jī)械工藝、成膜工藝技術(shù)相結(jié)合，固態(tài)電子技術(shù)的應(yīng)用，如改性的聲表面波器件的高頻振蕩檢測(cè)相對(duì)濕度和各種氣體功能聚合物材料做為基體材料或選擇性包覆材料的應(yīng)用。由于大量的市場(chǎng)需求、國(guó)家對(duì)高新技術(shù)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)力支持以及國(guó)內(nèi)工藝水平的不斷提高，準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)控系統(tǒng)具有很大的發(fā)展?jié)摿?。而我們用的HS1101濕度傳感器是法國(guó)Humirel公司推出的一款電容</p><p>　　式相對(duì)濕度傳感器。

40、該傳感器可廣泛應(yīng)用于辦公室、家庭、汽車駕駛室、和工業(yè)過程控制系統(tǒng)等,對(duì)空氣濕度進(jìn)行檢測(cè)。與其他產(chǎn)品相比,它有著顯著的優(yōu)點(diǎn): (1)無需校準(zhǔn)的完全互換性; ( 2)長(zhǎng)期飽和狀態(tài),瞬間脫濕; ( 3)適應(yīng)自動(dòng)裝配過程,包括波峰焊接、回流焊接等; ( 4)具有高可靠性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性; (5)特有的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu); (6)適用于線性電壓輸出和線性頻率輸出兩種電路; (7)響應(yīng)時(shí)間快。</p><p>　　1．2．2光照傳感

41、器的發(fā)展概況</p><p>　　我國(guó)是世界上光敏電阻的生產(chǎn)大國(guó)，光敏電阻的生產(chǎn)地集中在南陽(yáng)和沿海地帶，隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展和對(duì)電子元器件性能要求的不斷增強(qiáng)，我國(guó)光敏電阻的生產(chǎn)技術(shù)也必須迎頭趕上世界潮流，光敏電阻的生產(chǎn)過程有很多工序，要求非常苛刻，比如對(duì)原材料的要求，除對(duì)原材料本身質(zhì)量要求很高外，使用前的處理也極其講究，現(xiàn)在光敏電阻生產(chǎn)的許多工序都已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化了。生產(chǎn)過程的自動(dòng)化大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的

42、質(zhì)量。因此，對(duì)光敏電阻特性的研究具有重要的意義。</p><p>　　光敏電阻是利用物體的導(dǎo)電率會(huì)隨著外加光照的影響而改變的性質(zhì)而制作的一種特殊電阻。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。它的電流隨電壓呈線性變化。光敏電阻在無光照的時(shí)候，其暗電阻的阻值一般很大，在有光照的時(shí)候，其亮阻的阻值變得很小，兩者的差距較大。半導(dǎo)體光敏電阻的主要特點(diǎn)是靈敏度高、體積小、重量輕、電性能穩(wěn)

43、定、可以交直流兩用，而且工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜等，正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，使光敏電阻被廣泛應(yīng)用于照相機(jī)日光控制、光電自動(dòng)控制、光電藕合、光電自動(dòng)檢測(cè)、電子光控玩具、自動(dòng)燈開關(guān)及各類可見光波段光電控制測(cè)量場(chǎng)合。</p><p>　　1．2．3無線傳輸模塊NRF24L01的發(fā)展概況</p><p>　　近年來， 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展， 無線通訊設(shè)備的集成化越來越高。本文介紹了一種選用高性能、低功耗的傳

44、輸模塊。</p><p>　　在2.4GHz非授權(quán)頻段上,目前已經(jīng)云集了藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)無線協(xié)議,本來各協(xié)議可以相安無事開發(fā)自己的專有應(yīng)用,但現(xiàn)在,非標(biāo)準(zhǔn)無線射頻協(xié)議的涌入打破了這一平衡,該協(xié)議意圖蠶食藍(lán)牙、Zigbee已有的市場(chǎng)。在本次IIC上,Nordic、TI等多家公司展出了非標(biāo)準(zhǔn)無線射頻協(xié)議的應(yīng)用,受到工程師的關(guān)注。 “非標(biāo)準(zhǔn)無線射頻協(xié)議的優(yōu)勢(shì)是低功耗、低成本、易開發(fā)?！迸餐﨨or

45、dic半導(dǎo)體公司亞太區(qū)銷售經(jīng)理陳志謙指出,“比如我們基于nRF24L01的無線鼠標(biāo)的電流消耗相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手協(xié)議要低數(shù)百倍。因此電池壽命可以提高15到600倍！”他強(qiáng)調(diào)：該芯片支持的數(shù)據(jù)率可以高達(dá)2Mbps,接收模式電流消耗僅有12.5mA！ 不單是支持高速數(shù)據(jù)傳輸,nRF24L01還支持無線組網(wǎng), 陳志謙表示：“片上配有MultiCeiver邏輯,可支持同時(shí)接收六路無線設(shè)備數(shù)據(jù),這樣的一個(gè)典型應(yīng)用是便攜式PC配有無線鍵盤、無線鼠標(biāo)、 **

46、****機(jī)（VoIP）、無線游戲控制桿、遙控器和無線寫字板等。”另個(gè)典型應(yīng)用是利用該器件組建個(gè)人智能運(yùn)動(dòng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò),例如可以裝在手表上,來監(jiān)測(cè)心率、速度、壓力和距離[7]。</p><p>　　由于在2.4GHz非授權(quán)頻段上已經(jīng)有多種無線應(yīng)用,如何確保信息發(fā)送接收的在干擾狀態(tài)下保持連續(xù)性就很重要。對(duì)此,陳志謙表示nRF24L01片上的檢測(cè)功能可以檢測(cè)任何固定頻率的網(wǎng)絡(luò),例如,如果檢測(cè)到附近有工作的無線局網(wǎng),nRF2

47、4L01可以利用很短的時(shí)間快速?gòu)膿頂D的通道中轉(zhuǎn)換出來。另外,nRF24L01集成了自動(dòng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包、發(fā)送和應(yīng)答信號(hào)、檢測(cè)和重發(fā)都是丟失數(shù)據(jù)包、存儲(chǔ)沒有收到應(yīng)答信號(hào)的數(shù)據(jù)包等功能,所以可以自動(dòng)重發(fā)丟失的數(shù)據(jù)包,可以確保用戶終端的可靠性。 在低成本、易開發(fā)方面,陳志謙表示：“由于全部的射頻部分、協(xié)議和濾波都集成在了芯片里,所以降低了用戶的成本,建立一個(gè)完整的系統(tǒng)所需的外部元件是晶振、電阻、電容和低成本的MCU,MCU和nRF24L01通

48、過異步串行口或同步串行口連接。” </p><p>　　nRF24L01 內(nèi)嵌了ANT協(xié)議,可以方便地組建無線網(wǎng)絡(luò)。ANT是一個(gè)無線個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）通訊技術(shù),可以確保連接數(shù)據(jù)完整性,并是一個(gè)低成本、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該協(xié)議調(diào)制方式是采用GFSK調(diào)制,支持星型和端對(duì)端等多種組網(wǎng)形式,支持的節(jié)點(diǎn)是2到數(shù)千個(gè)以上,所以,它不但威脅到藍(lán)牙應(yīng)用還威脅到Zigbee 應(yīng)用[15]。</p><p&g

49、t;　　NRF24L01 是NORDIC 公司最近生產(chǎn)的一款無線通信通信芯片，采用FSK 調(diào)制，內(nèi)部集成NORDIC 自己Enhanced Short Burst 協(xié)議?？梢詫?shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或是1 對(duì)6 的無線通信。無線通信速度可以達(dá)到2M（bps）。NORDIC 公司提供通信模塊的GERBER 文件，可以直接加工生產(chǎn)。嵌入式工程師或是單片機(jī)愛好者只需要為單片機(jī)系統(tǒng)預(yù)留5 個(gè)GPIO，1 個(gè)中斷輸入引腳，就可以很容易實(shí)現(xiàn)無線通信的功能，非常適

50、合用來為MCU 系統(tǒng)構(gòu)建無線通信功能。</p><p><b>　　1．3課題的意義</b></p><p>　　無線環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有著巨大的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是將對(duì)21 世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。已有和潛在的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域包括：軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測(cè)等等。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境，從而

51、真正實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”。以下簡(jiǎn)要介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。</p><p>　　在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面也有重要的應(yīng)用，最新的農(nóng)作物環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以對(duì)農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害和土壤墑情、氣候變化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而確保農(nóng)作物正常生長(zhǎng)。</p><p>　　在農(nóng)作物環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，每個(gè)無線農(nóng)作物環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)有單片機(jī)構(gòu)成，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上配置了不同的傳感器，包括溫度、濕度、光照、鹽堿度等。節(jié)點(diǎn)間的距離可以達(dá)到

52、百米以上，幾百個(gè)這樣的無線節(jié)點(diǎn)組成的無線網(wǎng)絡(luò)，可覆蓋百畝以上的土地。每個(gè)節(jié)點(diǎn)既實(shí)時(shí)監(jiān)視該點(diǎn)附近的溫度、濕度等情況，同時(shí)也無線雙向中轉(zhuǎn)信息，將信息傳輸?shù)教炀€范圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)上，這樣即使某節(jié)點(diǎn)故障，附近的節(jié)點(diǎn)也可以建立新的通信鏈路，確保通信暢通。</p><p>　　這樣的一套智能無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅可以自動(dòng)監(jiān)視農(nóng)作物環(huán)境，而且能在環(huán)境氣候發(fā)生災(zāi)害性變化時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。另外，如果加裝相應(yīng)功能的傳感器，還可以為高價(jià)值農(nóng)業(yè)

53、產(chǎn)品提供防盜功能。</p><p>　　在工業(yè)方面，由于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境惡劣，工作人員不能長(zhǎng)時(shí)間停留在現(xiàn)場(chǎng)觀察設(shè)備是否運(yùn)行正常，就需要采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)到一個(gè)環(huán)境相對(duì)好的操控室內(nèi)，工作人員可以在這里將控制指令傳輸給現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行模塊進(jìn)行各種操作。這樣就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸問題，由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長(zhǎng)的通訊線，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯(cuò)誤換線困難。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處于

54、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處的環(huán)境不允許或無法鋪設(shè)電纜時(shí)，數(shù)據(jù)甚至無法傳輸，此時(shí)便需要利用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)采集[5]。</p><p>　　第二章 方案的對(duì)比和論證</p><p>　　當(dāng)將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)；而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)

55、。</p><p>　　傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制都將無法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來檢測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。</p><p>　　2. 1溫度傳感器的選擇</p>&l

56、t;p>　　方案一：采用熱敏電阻，價(jià)格比較便宜，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)1攝氏度的信號(hào)是不適用的。在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，經(jīng)常采用單片溫度傳感器，比如AD590、LM35等。但這些芯片輸出的都是模擬信號(hào)，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給單片機(jī)，這樣就使得測(cè)溫裝置的電路較復(fù)雜。另外，這種測(cè)溫裝置的一根線上只能掛一個(gè)傳感器，不能進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，即使能實(shí)現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實(shí)現(xiàn)的難度。 </p&g

57、t;<p>　　方案二：在多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的測(cè)溫方法是將模擬信號(hào)遠(yuǎn)距離采樣，然后進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而為了獲得較高的測(cè)溫精度，就必須采用措施解決由長(zhǎng)線傳輸、多點(diǎn)測(cè)量切換及放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差問題。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化，便于控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路，且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件。DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)溫系統(tǒng)的電路就比較

58、簡(jiǎn)單，體積也不大，TMS320LF2407 DSP評(píng)估板只需要一個(gè)I/O就可以帶驅(qū)動(dòng)多個(gè)DS18B20，容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量，輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。從上述兩個(gè)方案的對(duì)比中看出，方案一的電路復(fù)雜，可擴(kuò)展性不高，不方便進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，因此我們選擇方案二。 </p><p>　　2. 2 濕度傳感器的選擇</p><p>　　測(cè)量空氣濕度的方式很多，其原理是根據(jù)某種物質(zhì)從其周圍的空氣吸收水分后引起的物

59、理或化學(xué)性質(zhì)的變化，間接地獲得該物質(zhì)的吸水量及周圍空氣的濕度。電容式、電阻式和濕漲式濕敏原件分別是根據(jù)其高分子材料吸濕后的介電常數(shù)、電阻率和體積隨之發(fā)生變化而進(jìn)行濕度測(cè)量的。 </p><p>　　方案一：采用HOS-201濕敏傳感器。HOS-201濕敏傳感器為高濕度開關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流1V以下，頻率為50HZ～1KHZ，測(cè)量濕度范圍為0～100%RH，工作

60、溫度范圍為0～50℃，阻抗在75%RH（25℃）時(shí)為1MΩ。這種傳感器原是用于開關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電平。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性[6]。</p><p>　　方案二：采用HS1101濕度傳感器。定性，快速響應(yīng)時(shí)間，專利設(shè)計(jì)的固態(tài)聚合物結(jié)構(gòu)，適用于線性電壓輸出和頻率輸出兩種電路，適宜于制造流水線上的自動(dòng)

61、插件和自動(dòng)裝配過程等。相對(duì)濕度在1%---100%RH范圍內(nèi)；電容量由16pF變到200pF，其誤差不大于±2%RH；響應(yīng)時(shí)間小于5S；溫度系數(shù)為0.04 pF/℃?？梢娋仁禽^高的。</p><p>　　綜合比較方案一與方案二，方案一雖然滿足精度及測(cè)量濕度范圍的要求，但其只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)具有良好的線性，可有效地利用其線性特性。而且還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度-30～50℃的要求，因此，我們選擇方

62、案二來作為本設(shè)計(jì)的濕度傳感器。</p><p>　　2. 3 光照傳感器的選擇</p><p>　　系統(tǒng)中測(cè)量光照的功能，通過光敏電阻和ADC0832組成的電壓測(cè)量電路來反映光照的變化。它是利用光敏電阻的光電效應(yīng)進(jìn)行工作的。ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。在黑暗的環(huán)境下光敏電阻的電阻值很大，導(dǎo)電性降低，受光線照射后，電阻值降低，導(dǎo)電性增強(qiáng)。

63、常用的光敏器件有光敏二極管和三極管，作光照傳感器使用時(shí)，一般和一個(gè)電阻相串聯(lián)，接入到電橋電路中去。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，反應(yīng)快，精度比較高，光敏二極管的靈敏度比三極管的更高一些。光照測(cè)量采用光電池實(shí)現(xiàn)，測(cè)量范圍0-100光照單位，測(cè)量精度為士3光照單位。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)（探測(cè)部分）</p><p>　　系統(tǒng)軟件包括主機(jī)軟件和從機(jī)軟件，主機(jī)和從機(jī)軟件都是采用C語(yǔ)

64、言編寫，固化在程序存儲(chǔ)器中。隨著科技自動(dòng)化水平的迅速提高，智能控制開始在環(huán)境變化的領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們對(duì)環(huán)境自動(dòng)化的要求越來越高，環(huán)境變化規(guī)模的增大和種類繁多的控制設(shè)備在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的控制軟件己無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的環(huán)境控制軟件時(shí)，當(dāng)被控對(duì)象一旦有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長(zhǎng)：已開發(fā)成功的控制軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴：正是由于環(huán)境控制采用了無線

65、監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)，所以對(duì)主機(jī)控制軟件要求能夠針對(duì)不同的溫度下，不同的濕度下，不同的光照下，能夠收到從機(jī)傳來的環(huán)境的變化并作出判定報(bào)警。</p><p>　　3．1系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)主機(jī)CPU程序框圖</p><p><b>　　(1)主程序框圖</b></p><p>　　單片機(jī)通過中斷方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。用定時(shí)／計(jì)數(shù)器1作為波特率發(fā)生器，同從機(jī)一樣，

66、波特率取9600b/s。一幀數(shù)據(jù)包括一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)地址／數(shù)據(jù)判斷位和一個(gè)停止位。定時(shí)器Tl采用工作方式2，串口采用方式3通信。</p><p>　　圖4-1系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)主CPU主程序框圖</p><p>　?。?）主中斷程序框圖如下：</p><p>　　圖4-2 系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)主機(jī)CPU中斷程序框圖</p><p>　

67、　3．2系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)從機(jī)CPU程序框圖</p><p><b>　　(1)主程序框圖</b></p><p>　　系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)從機(jī)CPU與主機(jī)CPU采用RS-232進(jìn)行串行通信，串行口均設(shè)為工作方式3，晶振頻率為12MHz，波特率為2400b/s，采用中斷方式進(jìn)行串行通信。</p><p>　　圖4-3 系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)從機(jī)CPU主程序

68、框圖</p><p>　　(2)中斷服務(wù)程序框圖</p><p>　　系統(tǒng)通信從機(jī)CPU中斷程序框圖如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-4 系統(tǒng)通信軟件設(shè)計(jì)從機(jī)CPU中斷程序框圖</p><p>　　3.3從機(jī)軟件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　各單元模塊的聯(lián)接：</b></p&

69、gt;<p>　　3．3．1溫度模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　軟件功能：?jiǎn)?dòng)溫度采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示前處理。</p><p>　　硬件連接：DS18B20是單總線數(shù)字溫度器件，所以外圍電路設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)單，3腳接電源，1腳接地，2腳為單總線數(shù)據(jù)端接一個(gè)上拉電阻與單片機(jī)的P27口相連接。</p><p><b>　　器件介紹：</

70、b></p><p>　　DS-18B20采用獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　/***************************初始化ds1820********************

71、******/</p><p>　　bit Init_DS18B20(void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DQ = 1 ; //DQ復(fù)位</p><p>　　Dey(8) ; //稍做延時(shí)</p><p>　　DQ = 0 ; //

72、單片機(jī)將DQ拉低</p><p>　　Dey(90) ; //精確延時(shí) 大于 480us</p><p>　　DQ = 1 ; //拉高總線</p><p><b>　　Dey(8) ;</b></p><p>　　presence=DQ ; //如果=0則初始化成功 =1則初始化失敗</p&

73、gt;<p>　　Dey(100) ;</p><p><b>　　DQ = 1 ; </b></p><p>　　return(presence) ; //返回信號(hào)，0=presence,1= no presence</p><p><b>　　} </b></p><p>

74、　　/**************************讀一個(gè)字節(jié)****************************/</p><p>　　unsigned char ReadOneChar(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i = 0 ;</p><

75、p>　　unsigned char dat = 0 ;</p><p>　　for (i = 8 ; i > 0 ; i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DQ = 0 ; // 給脈沖信號(hào)</p><p>　　dat >>= 1 ;</p><

76、p>　　DQ = 1 ; // 給脈沖信號(hào)</p><p>　　if(DQ) dat |= 0x80 ;</p><p><b>　　Dey(4) ;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(dat) ;</p><p>&l

77、t;b>　　}</b></p><p>　　/*************************寫一個(gè)字節(jié) ************************/</p><p>　　void WriteOneChar(unsigned char dat)</p><p><b>　　{</b></p><p&

78、gt;　　unsigned char i = 0 ;</p><p>　　for (i = 8 ; i > 0 ; i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　DQ = 0 ;</b></p><p>　　DQ = dat&0x01 ;</p&g

79、t;<p><b>　　Dey(5) ;</b></p><p><b>　　DQ = 1 ;</b></p><p><b>　　dat>>=1 ;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

80、t;　　}</b></p><p>　　/**************************讀取溫度************************/</p><p>　　void Read_Temperature(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Init_DS18B

81、20() ;</p><p>　　WriteOneChar(0xCC) ; // 跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作</p><p>　　WriteOneChar(0x44) ; // 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換</p><p>　　Init_DS18B20() ;</p><p>　　WriteOneChar(0xCC) ; //跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作</p

82、><p>　　WriteOneChar(0xBE) ; //讀取溫度寄存器</p><p>　　temp_data[0] = ReadOneChar() ; //溫度低8位</p><p>　　temp_data[1] = ReadOneChar() ; //溫度高8位 </p><p><b>　　}</b>&l

83、t;/p><p>　　/************************溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換*************************/</p><p>　　void Disp_Temperature()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　display[4]=temp_data[0]&0x

84、0f ;</p><p>　　display[0]=ditab[display[4]]+0x30 ; //查表得小數(shù)位的值</p><p>　　display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4) ;</p><p>　　display[3]=disp

85、lay[4]/100+0x30 ;</p><p>　　display[1]=display[4]%100 ;</p><p>　　display[2]=display[1]/10+0x30 ;</p><p>　　display[1]=display[1]%10+0x30 ;</p><p>　　if(display[3]==0x30)

86、 //高位為0，不顯示</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　display[3]=0x20 ; </p><p>　　if(display[2]==0x30) //次高位為0，不顯示</p><p>　　display[2]=0x20 ;</p

87、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　3．3．2濕度模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　軟件功能：?jiǎn)?dòng)濕度采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示前處理。</p><p>　　硬件連接：HS1101是雙引腳器件，所以外圍電路設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)

88、單，有線性電壓輸出和線性頻率輸出兩種電路。在本系統(tǒng)中，選用頻率輸出電路，需將2腳接地。</p><p>　　器件介紹：HS1101基于獨(dú)特工藝設(shè)計(jì)的電容元件，這些相對(duì)濕度傳感器可以大批量生產(chǎn)?？梢詰?yīng)用于辦公自動(dòng)化，車廂內(nèi)空氣質(zhì)量控制，家電，工業(yè)控制系統(tǒng)等。在需要濕度補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合他 也可以得到很大的應(yīng)用。</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)：</b></p>

89、<p>　　/*HS1101頻率檢測(cè)前的定時(shí)器T0、計(jì)數(shù)器T1設(shè)置*/</p><p>　　void timinit()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　count=0;N=0;freq=0;</p><p>　　TMOD=0x51;</p><p>&

90、lt;b>　　EA=1;</b></p><p>　　ET0=1;ET1=1;</p><p>　　TH0=0x3C;TL0=0xb0;</p><p>　　TH1=0;TL1=0;</p><p>　　TR0=1;TR1=1;</p><p><b>　　}</b></p

91、><p>　　/*HS1101頻率計(jì)算，關(guān)閉定時(shí)器T0，計(jì)數(shù)器T1*/</p><p>　　void hs1101()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>　　ET0=0;ET1=0;</p>&l

92、t;p>　　TR0=0;TR1=0;</p><p>　　T1H=TH1;T1L=TL1;</p><p>　　freq=N*65536+T1H*256+T1L;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*HS1101頻率與相對(duì)濕度的轉(zhuǎn)換顯示*/</p><p>　　v

93、oid dispfreq()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(count!=20); </p><p><b>　　hs1101();</b></p><p>　　if((5819<=freq)&&(freq<= 7154)

94、) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　if((7025<freq)&&(freq<=7154))</p><p>　　{h0=0;h1=(7154-freq)*10/129;}</p><p>　　if((6880<freq)&&

95、;(freq<=7025))</p><p>　　{h0=1;h1=(7025-freq)*10/145;} </p><p>　　if((6741<freq)&&(freq<=6880))</p><p>　　{h0=2;h1=(6880-freq)*10/139;} </p><p>　　if((6645

96、<freq)&&(freq<=6741))</p><p>　　{h0=3;h1=(6741-freq)*10/96;}</p><p>　　if((6516<freq)&&(freq<=6645))</p><p>　　{h0=4;h1=(6645-freq)*10/129;}</p><

97、p>　　if((6391<freq)&&(freq<=6516))</p><p>　　{h0=5;h1=(6516-freq)*10/125;}</p><p>　　if((6271<freq)&&(freq<=6391))</p><p>　　{h0=6;h1=(6391-freq)*10/120;}

98、</p><p>　　if((6124<freq)&&(freq<=6271))</p><p>　　{h0=7;h1=(6271-freq)*10/147;}</p><p>　　if((5998<freq)&&(freq<=6124))</p><p>　　{h0=8;h1=(612

99、4-freq)*10/126;}</p><p>　　if((5819<freq)&&(freq<=5998))</p><p>　　{h0=9;h1=(5998-freq)*10/179;}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b&

100、gt;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　h0 = 0; h1 = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　tab[6]=h0+'0';</p><p>　　tab[7]=h1+'0';<

101、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　3．3．3光照模塊的設(shè)計(jì)</p><p>　　軟件功能：將光敏電阻兩端的電壓輸入ADC0832的通道0，完成電壓的讀取。</p><p>　　硬件連接：數(shù)據(jù)輸入輸出ADC_DI、ADC_DO接P1^5;時(shí)鐘端ADC_CLK接P1^6;</p><

102、p>　　片選端ADC_CS接P1^7; </p><p>　　器件介紹：ADC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　/*****************************啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換********************

103、**/</p><p>　　void ADC_start() </p><p><b>　　{</b></p><p>　　ADC_CS=1; _nop_(); //一個(gè)轉(zhuǎn)換周期開始</p><p>　　ADC_CLK=0;_nop_();</p><p>　　ADC_CS=0; _no

104、p_(); //CS置0，片選有效</p><p>　　ADC_DI=1; _nop_(); //DI置1，起始位</p><p>　　ADC_CLK=1;_nop_(); //第一個(gè)脈沖</p><p>　　ADC_DI=0; _nop_(); //在負(fù)跳變之前加一個(gè)DI反轉(zhuǎn)操作</p><p>　　

105、ADC_CLK=0;_nop_(); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************** AD轉(zhuǎn)換函數(shù)（選擇輸入通道）********************/</p><p>　　unsigned char ADC_read(uchar mode)</p><

106、p>　　{ uchar i;</p><p>　　ADC_start(); //啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開始</p><p>　　ACC=mode;ADC_DI=ACC1; //輸出控制位1，DI=1，單通道輸入，DI=0，差分輸入。</p><p>　　ADC_CLK=1; //第二個(gè)脈沖</p>

107、<p>　　_nop_(); ADC_DI=0; ADC_CLK=0; _nop_();</p><p>　　ADC_DI=ACC0; //輸出控制位0，DI=0，通道0輸入，DI=1，通道1輸入。</p><p>　　ADC_CLK=1; _nop_(); //第三個(gè)脈沖</p><p>　　ADC_DI

108、=1; ADC_CLK=0; //輸入模式和通道號(hào)已經(jīng)選擇完。</p><p>　　ADC_CLK=1; ACC=0; //第四個(gè)脈沖</p><p>　　for(i=8;i>0;i--) //讀取8位數(shù)據(jù)</p><p>　　{ </p><p>　　ADC_CLK=0

109、; //脈沖下降沿</p><p>　　ACC=ACC<<1;ACC0=ADC_DO;//讀取DO端數(shù)據(jù)</p><p>　　_nop_();_nop_();ADC_CLK=1; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　ADC_CS=

110、1; //CS=1，片選無效。</p><p>　　return(ACC);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************顯示溫度和光敏電阻電壓值******************/</p><p>　　void displight()&

111、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b></p><p>　　i=ADC_read(channel_0);</p><p>　　dis[2]=i/51; //AD值轉(zhuǎn)換為3為BCD碼，最大為5.00V。</p><

112、;p>　　dis[3]=i%51; //余數(shù)暫存</p><p>　　dis[3]=dis[3]*10; //計(jì)算小數(shù)第一位</p><p>　　dis[1]=dis[3]/51;</p><p>　　dis[3]=dis[3]%51;</p><p>　　dis[3]=dis[3]*10; //計(jì)算小數(shù)第二

113、位</p><p>　　dis[0]=dis[3]/51; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　3．4本章小結(jié)</b></p><p>　　軟件的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循一個(gè)原則就是要充分利用好單片機(jī)CPU的資源，盡量不讓其空閑。因此軟件的設(shè)計(jì)對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)來說也是很重要的，

114、本系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)思路明確，且便于調(diào)試和修改。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)的運(yùn)行與測(cè)試</p><p>　　本系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)的思想，使流程更易控制，大大提高了系統(tǒng)軟件的抗干擾能力。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度、濕度、光照等指標(biāo)的控制，為現(xiàn)代化發(fā)展，環(huán)境的變化，能夠有效的處理異常情況(如報(bào)警等)。下面對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行介紹和分析。</p><p&g