无线传感器网络课程设计

目录摘要...........................................................................................................................................I第一章绪论............................................................................................................................11.1选题背景.............................................................................................................................11.2选题的现实意义.................................................................................................................1第二章系统硬件电路的设计................................................................................................22.1系统硬件构成及其测控原理.............................................................................................22.1.1系统硬件电路构成系统整体框图.................................................................................22.1.2系统整体电路图.............................................................................................................22.1.3系统工作原理.................................................................................................................32.2显示模块的选择................................................................................................................32.2.1DS18B20简介...................................................................................................................32.2.2DS18B20的性能特点.....................................................................................................32.2.3DS18B20的管脚排列.....................................................................................................32.2.4DS18B20的内部结构.....................................................................................................42.3温度调节模块设计.............................................................................................................82.4湿度报警模块设计...........................................................................................................10第三章温室大棚控制系统软件设计....................................................................................123.1KeilC软件概述................................................................................................................123.2温室大棚控制系统程序设计...........................................................................................143.2.1整体系统框图...............................................................................................................143.2.2LCD1602显示模块程序设计.......................................................................................153.2.3PWM程序设计...............................................................................................................16第四章总结与展望................................................................................................................17参考文献.....................................................................................................................................I附录.......................................................................................................................................II谢辞...............................................VI无线传感器网络课程设计专业：班级：姓名：学号：指导教师：信息工程学院2011年11月10日I摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。关键词:STC89C52单片机、DS-18B20数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测1第一章绪论1.1选题背景随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。1.2选题的现实意义随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的温湿度控制措施.但是，目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大。为了克服这些缺点，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案闭，根据实用者提出的问题进行了改进，提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。2第二章系统硬件电路的设计2.1系统硬件构成及其测控原理2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图STC89C52复位模块晶振模块LCD1602显示模块温度调节模块湿度报警模块DHT11温湿度检测模块图2-1系统整体框图2.1.2系统整体电路图图2-2系统整体电路图32.1.3系统工作原理本系统由如图2-1、图2-2所示，DHT11温湿度传感器采集数据，STC89C52单片机进行数据处理，LCD1602显示模块显示温湿度。由PWM控制温度调节模块进行温度调节，当温度小于18℃时，M4QA045电机停止运转，当温室大于28℃时，M4QA045电机全速运转，当温度处于18℃和28℃之间时，通过PWM控制M4QA045电机转速。由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块，当湿度大于65%RH或者小于45%RH时，STC89C52单片机输出高电平，湿度报警模块报警，当湿度处于45%RH和65%RH之间时，STC89C52单片机输出低电平，湿度报警模块关闭。2.2显示模块的选择2.2.1DS18B20简介DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样等优点，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。2.2.2DS18B20的性能特点.1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电.2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三