温湿度无线传输系统

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1、参赛作品：温湿度无线传输系统作者单位：广东交通职业技术学院设计者：侯耀钧  黄羽斌  章进顺指导教师：丘社权摘要  本设计以AT89S52单片机为核心，采用无线收发模块，由软件设定一种结构简洁的数据传输通信协议，组合成一个低功耗无线温湿度监控系统。该系统由一个中心站和一个基站组成。其中主要用温度与湿度传感器采集数据，单片机处理，由无线收发芯片向中心站传输，中心站通过单片机对温湿度进行监控，并用液晶显示器显示，可通过键盘设置温湿度报警阈值。一旦出现跳阈，系统就会发出警告。采用这种测量方案，不必敷设电缆，节省了费用和时间。实践证明该系统体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功

2、耗低、功能易扩展，适用于林区、实验室、农业生产、仓库等多种应用领域。 关键词：单片机、无线收发、通信协议、监测系统引言 温度、湿度是仓库、实验室、气象、国防、和农业生产等应用领域的主要环境参数，对其进行自动、准确的测量具有重要意义。对于环境温湿度的监控，如果采用人工定时测量，不但要耗费大量的人力，而且，不够做到实时监控，特别对温湿度突变要求很严格环境，可能就会造成不必要的结果。对于这样的环境，我们采用无线电子设备实时监控，降低了网络的布线成本，而且体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展。目前，市场上出现了美国PointSix公司生产的无线高精度温湿度监测

3、仪WOW和离线式温湿度记录仪ILogger-THT;国内的北京昆仑海岸传感技术中心也开发出智能网络型环境温湿度监测系统。然而，目前市面上的这些监测设备价格十分昂贵，限制了它的使用。针对上面所述问题，设计了基于AT89S52单片机的低功耗无线温湿度监控系统。该系统包括一个中心站和一个基站，其中基站能够采集温湿度的数据，通过低功耗的无线射频收发模块向中心站发送数据，将无线收发芯片与单片机系统相结合，采用抗干扰能力强的射频收发芯片实现无线远程通信，并对数据传送进行监控，提高了系统的可靠性。用户还可以通过键盘设定的报警阈值，如果超限则通过报警器报警。该低功耗无线温湿度传输系统具

4、有结构简单、应用方便、成本低、工作稳定可靠等优点，同时它具有扩展功能，容易实现多点多参数无线远程数据采集。1总体方案设计 该系统分为两个大模块：基站采集并发送数据模块、中心站接收数据并监控模块。1.1基站设计与实现基站功能包括：采集湿度、温度数据，将这两路数据按照预先设定的时间间隔通过无线方式传送给中心站。根据这些要求，该基站原理图如图1所示。  该基站以单片机AT89S52为核心来实现A/D转换、数据存储、控制无线收发芯片工作状态等功能。1.2中心站设计与实现中心站功能包括：接收数据、液晶显示数据、键盘设置参数和蜂鸣监控系统。根据这些要求，该中心站原理图如下所示（图2

5、）。 　该中心站以单片机AT89S52为核心，由无线收发芯片收发数据，键盘模块设置报警系统的参数，从而监控基站温湿度的工作，并由液晶显示模块显示数据，一旦温湿度超出设置的参数，蜂鸣报警系统就会响应。2系统软件设计3.1 协议设计本作品软件设计中首要解决的问题是基站与中心站之间的数据传输方式、保持同步的传输协议。首先对本作品功能分析得出，初步作品实现的功能在于基站向中心站发送采集的温湿度数据，所以先采用通信电子中的单工通信方式进行数据传输。结构示意图如下： 　在此单工通信方式下，必须设定一种基本的两机通信协议实现两机间的数据传输。这里称为¬——自定义数据通信协议。这里所说

6、的数据协议是建立在物理层之上的通信数据包格式。所谓通信的物理层就是指我们通常所用到的RS232、RS485、红外、光纤、无线等等通信方式。本作品使用的便是无线收发的通信方式。在这个层面上，底层软件提供两个基本的操作函数：发送一个字节数据、接收一个字节数据。所有的数据协议全部建立在这两个操作方法之上。通信中的数据往往以数据包的形式进行传送的，我们把这样的一个数据包称作为一帧数据。类似于网络通信中的TCP/IP协议一般，比较可靠的通信协议往往包含有以下几个组成部分：帧头、地址信息、数据类型、数据长度、数据块、校验码、帧尾。本作品数据信号传输采用的通信协议主要由以下几部分组成

7、：引导码、原数据、原数据反码、校验、结束码。我们可以通过图11示例直观的了解本设计的基本通信协议方式。图11 传输数据整体合成引导码:要进行发射数据前要先发引导码，当接收机受到正确的引导码后就会准备数据的接收。数据原码:确定接收的引导码后发送数据原码。数据反码:发送完原码紧接着发送数据反码。校   验:在接收机端，将接收到的原码和反码进行对比确定数据是否受到噪音干扰。结束码:一桢数据信号传输结束标志。编码思路：因为无编码收发模块只能收发电平信号，进行通信时要软件编码，而单片机的外部中断中可以用边沿触发中断，所以考虑用外部中断来实现编码。将