室內(nèi)溫濕度檢測系統(tǒng)

1、ZHEJIANGNORMALUNIVERSITY無線室內(nèi)溫濕度測量系統(tǒng)學院:專業(yè):班級:組員:教師:數(shù)理與信息工程學院電子信息工程111班潘正軍方明超2013年12月30日一、設計任務要求隨著高校人數(shù)的擴招，安全越來越來受到重視。火災是高校安全隱患的重中之重，倘若能盡早了解室內(nèi)信息，可以避免不必要的損失。因此我們設計出能夠檢測室內(nèi)溫度與濕度信息的系統(tǒng)，該系統(tǒng)用DHT11集成溫濕度傳感器，通過在C8051F330單片機配置時序，將DHT11傳感器的數(shù)字信號讀入到單片機并進行處理，通過液晶可以直觀的查看溫濕度信息。通過2.4G無線收發(fā)模塊將溫濕度信息傳給C8051F340單片機，實現(xiàn)了遠程監(jiān)測環(huán)境

2、的溫濕度信息，并將采集到的溫度與遠程環(huán)境的溫度作對比，可以對被測環(huán)境做出評估。DHT11的溫濕度測量范圍：050。62090%；24L01在空曠場地的傳輸距離為80m，通過在房間測試，可以在房間的任何位置接收。系統(tǒng)概述：該系統(tǒng)包含DHT11信息采集模塊、24L01無線收發(fā)模塊、液晶顯示模塊等。單片機初始化后，通過DHT11將室內(nèi)溫濕度的信息以數(shù)字量形式輸入到單片機，單片機通過內(nèi)部計算將數(shù)字量中包含的信息翻譯出來，信息通過單片機管腳傳送到nokia5110液晶并將信息顯示出來。單片機將采集到的信息，通過24L01無線模塊將數(shù)據(jù)傳送到另外一塊單片機，實現(xiàn)了室內(nèi)環(huán)境的遠程監(jiān)測。系統(tǒng)框圖如圖1所示：圖

3、1系統(tǒng)框圖二、系統(tǒng)硬件1單片機本系統(tǒng)采用F330和F340兩款單片機，這兩款單片機相對于51單片機，擁有單片機執(zhí)行速度比較快，支持在線仿真，兼容51指令等優(yōu)點。我們在大二時主要學習的就是這兩款單片機，所以這兩款單片機用的比較熟練，并且大家都有現(xiàn)成的系統(tǒng)板，可以直接拿過來應用，較為方便。F330的系統(tǒng)板原理圖如圖2所示：迢0iprk:=:K二MpopeFDJ.ppFpplm1LHc.-;rtv羊-A-3zah-LppPLUTh.暑p-?7r-I-?GjFv-_-二K二虹H-rX:-二7431CLE7W.$2氛錄I圖3液晶實物圖圖2F330的系統(tǒng)板原理圖液晶顯示在本系統(tǒng)中液晶模塊主要顯示室內(nèi)溫濕度

4、信息。顯示模塊使用nokia5110,nokia5110相對于lcdl602,它具有更優(yōu)化的顯示方式，更好的顯示界面，速度也比lcdl602快很多倍，用此液晶顯示利用DHT11采集的溫濕度信息。液晶如圖3所示:DHT11信號釆集模塊本系統(tǒng)是利用集成的溫濕度傳感器DHT11，DHT11傳感器有：全部校準，數(shù)字輸出、低能耗、穩(wěn)定性好、信號傳輸距離長等優(yōu)點。無線收發(fā)模塊無線模塊目前在電子行業(yè)有兩種比較多用：一種是315M的PT2262/PT2272,315M是一個簡單的無線發(fā)射與接收模塊，操作簡單但距離有限；另一種是2.4G的24L01,2.4G是SPI接口無線模塊，具有傳輸距離遠等優(yōu)點。實物圖如圖

5、4所示：圖4無線模塊實物圖三、系統(tǒng)軟件設計1.F330單片機采集發(fā)送軟件設計流程圖結(jié)束2.F340單片機接收采集軟件設計流程圖四、系統(tǒng)調(diào)試及實驗數(shù)據(jù)1.系統(tǒng)軟件調(diào)試DHT11對時序要求的高，輸出口拉低和置高的時間都是規(guī)定的，倘若時序配置不正確，那么輸出口將不會有數(shù)據(jù)輸出。調(diào)通時序，我們需要了解F330單片機內(nèi)部的時鐘和指令占的機器周期。若用51單片機調(diào)試DHT11的，其時序相對簡單，但是我們?yōu)榱藢W知識，將單片機改換成F330單片機。通過此次系統(tǒng)的設計，我們更加了解F330單片機的內(nèi)部資源配置。24L01無線收發(fā)模塊也是我們第一次采用，我們小組為了擴充自己的知識，以及結(jié)合目前的應用，決定嘗試使用

6、24L01無線模塊。調(diào)試無線是一個復雜而又漫長的過程，首先需要配置24L01模塊，至于發(fā)送是否成功只有通過接收處是否有指示才能判別。若用示波器觀察發(fā)送是否成功，由于發(fā)送腳是將信息加載在一個高頻率上的，用示波器將信息解調(diào)出來相對而言比較繁瑣。2.實驗數(shù)據(jù)次數(shù)測量器件.123456DHT1128252120232415C19C30C28C20C17CDS18B2015.62C19.25C29.68C28.12C20.25C17.87C溫度計14.9C18.8C29.7C28.2C20.3C17.8C誤差:DS18B20測量溫度精確到0.0625度，溫度計的讀數(shù)精確到0.1度，DHT11的溫度精確到

7、1度。DHT11內(nèi)部自帶溫度校準，溫度與溫度計讀數(shù)相接近。此次系統(tǒng)以溫度計為標準，DHT11測量誤差。為：。二6丈s1-S2|丿二0.32（i：測量次數(shù)；S1：標準值；S2：測量值）。=0五、系統(tǒng)實物圖發(fā)射和接收系統(tǒng)實物圖如圖5、圖6所示圖6接收模塊實物圖六、小結(jié)由于初次使用24L01模塊，在軟件設計方面還存在很大不足，一次只能發(fā)送一個數(shù)據(jù)位，不能發(fā)送多個數(shù)據(jù)位，所以我們采用分時復用的顯示方式來彌補。由于軟件設計的缺陷，我們的DHT11模塊在測溫的時候，顯示有幾秒鐘的延時，當外界溫濕度發(fā)生變化的時候，液晶上顯示的溫濕度顯示有一定的滯后時間。DHT11我們目前測量的數(shù)據(jù)，僅僅為整數(shù)部分，小數(shù)部分

8、還沒有測量出來。小數(shù)部分相對于整數(shù)部分時序要求更高，下一步的工作則是將小數(shù)信息讀取出來。七、程序發(fā)送程序#include#includen5110.h#include#includetypedefunsignedcharU8;/*無符號8位整型變量*/typedefsignedcharS8;/*有符號8位整型變量*/typedefunsignedintU16;/*無符號16位整型變量*/typedefsignedintS16;/*有符號16位整型變量*/typedefunsignedlongU32;/*無符號32位整型變量*/typedefsignedlongS32;/*有符號32位整型變量*

9、/typedeffloatF32;/*(32bits)單精度浮點數(shù)(32位長度)*/typedefdoubleF64;/*(64bits)雙精度浮點數(shù)(64位長度)*/#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/10口定義區(qū)sbitP2_0=P03;sbitled=P07;/定義區(qū)/U8U8FLAG,k;U8U8count,U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H

10、_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;U8U8comdata;voidSysclk_Init(void)OSCICN=0 x82;voidIOInit(void)P0MDOUT=0 xff;P1MDOUT=0 xff;XBR1=0 x40;voidInterrupts_Init()/PO飛設為中斷IT01CF=0 x06;ITO=1;EXO=1;EA=1;/延時voiddelay()inti,j;for(i=O;i4OOO;i+)for(j=0;j0;j-)for(i=0;i95;i+);/27*4=108voidDelay_10us(void)U8i

11、;i-;i-;i-;i-;i-;i-;voidCOM(void)U8i;for(i=0;i8;i+)U8FLAG=2;while(!P2_0)&U8FLAG+)Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();U8temp=0;if(P2_0)U8temp=1

12、;U8FLAG=2;while(P2_0)&U8FLAG+);/超時則跳出for循環(huán)if(U8FLAG=1)break;/判斷數(shù)據(jù)位是0還是1/如果高電平高過預定0高電平值則數(shù)據(jù)位為1U8comdata=1;U8comdata|=U8temp;/0if(!P2_O)/T!/rof/濕度讀取子程序/以下變量均為全局變量/溫度高8位=U8T_data_H/溫度低8位=U8T_data_L/濕度高8位=U8RH_data_H/濕度低8位=U8RH_data_L/校驗8位=U8checkdata/調(diào)用相關(guān)子程序如下/Delay();,Delay_10us();,COM();/voidRH(void)P

13、OMDOUT=Oxff;/PO.O輸出/主機拉低18msP2_O=O;Delay(2OO);P2_O=1;/總線由上拉電阻拉高主機延時20usDelay_1Ous();Delay_1Ous();Delay_1Ous();Delay_1Ous();Delay_1Ous();/主機設為輸入判斷從機響應信號P2_O=1;P0MDOUT=0 xF7;/P0.0輸入/判斷從機是否有低電平響應信號如不響應則跳出，響應則向下運行U8FLAG=2;/判斷從機是否發(fā)出80us的低電平響應信號是否結(jié)束while(!P2_0)&U8FLAG+);U8FLAG=2;/判斷從機是否發(fā)出80us的高電平，如發(fā)出則進入數(shù)據(jù)

14、接收狀態(tài)while(P2_0)&U8FLAG+);/數(shù)據(jù)接收狀態(tài)COM();U8RH_data_H_temp=U8comdata;COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata;COM();U8T_data_H_temp=U8comdata;COM();U8T_data_L_temp=U8comdata;COM();U8checkdata_temp=U8comdata;P2_0=1;/數(shù)據(jù)校驗U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp);if(U8temp=U8checkd

15、ata_temp)U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;U8T_data_H=U8T_data_H_temp;U8T_data_L=U8T_data_L_temp;U8checkdata=U8checkdata_temp;/fi/fivoidint0()interrupt0EX0_flag=1;EX0=0;voidmain(void)PCA0MD&=0 x40;/WDTE=0(clearwatchdogtimer)Sysclk_Init();IOInit();Interrupts_Init();init_nRF24L

16、01();led=0;set_mode(TX_M);LCD_init();LCD_clear();/InitializeADC0LCD_write_english_string(0,0,humidity:);LCD_write_english_string(0,1,temper:);while(1)INT0_deal();RH();Tx_data0=U8RH_data_H;send_date();delay();Tx_data0=U8T_data_H+100;send_date();delay();led=led;Tx_data0=0;LCD_Write_variable0_5110(55,0

17、,U8RH_data_H);LCD_Write_variable0_5110(55,1,U8T_data_H);接收程序#includec8051f340.h#include24L01.h#includesystem.h#include5110.h#includeds18b20.hsbitled=P0;sbitled2=Pl;sbitled3=P2;unsignedintx,temp;unsignedinty;voidtongdao(void);/延時voiddelay()inti,j;for(i=0;i6000;i+)for(j=0;j500;j+)voidint0()interrupt0EX0_flag=1;EX0=0;voidmain()Init_Device();init_nRF24L01();set_mode(RX_M);LCD_init();LCD_clear();led=led2=led3=0;LCD_write_english_string(30,0,DHT11);LCD_write_english_string(0,1,Humidity:);LCD_write_english_string(0,2,Temper:);LCD_write_english_string(0,3,Nowtep:);LCD_write