《论文_温湿度无线传输 系统(定稿)》.doc

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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：斤•社权摘耍本设计以AT89S52单片机为核心，采用无线收发模块，曲软件设定一种结构简洁的数据传输通信协议，纽合成一个低功耗无线温湿度监控系统。该系统山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，山无线收发芯片向中心站传输,屮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。采用这种测杲方案，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

2、度较高、数据传输可靠性高、功耗低、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，对其进行白动、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，不但要耗费大最的人力，lO,不够做到实吋监控，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吋监控，降低了网络的布线成本，而II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

3、，市场上出现了美国PointSix公司生产的尢线高精度温湿度监测仪W0W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坏境温湿度监测系统。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-个屮心站和一个基站，其屮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屮心站发送数据，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尢线远程通信，并对数据传送进行监控，提髙

4、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有结构简单、应用方便、成本低、工作稳定可靠等优点，同吋它具有扩展功能，容易实现多点多参数无线温度采集■稳压电源棋块单■输入模块湿度采集LAT89S52j无线发射模块模块单片机AT89S52键盘控制模块■■稳压电源输入模块■■液晶显不模块■无线接收模块■■图2中心站原理图该中心站以氓片机AT89S52为核心，山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，并山液晶显示模块显示数据，一旦温湿度超出设置的参

5、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Z间的数据传输方式、保持同步的传输协两站之间单工通信示意图在此单工通信方式下，必须设定-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

6、协议全部建立在这两个操作方法之上。通信屮的数据往往以数据包的形式进行传送的，我们把这样的■-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纽成部分: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山以下儿部分组成：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。4ms发送时序4ms图11传输数据報体合成引导码:要进行发射数据询要先发引导码，当接收机受到正确的引导码后就会准备数据的接收

7、°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，而单片机的外部屮断中可以用边沿触发中断，所以考虑用外部中断來实现编码。将接收模块的数据脚与接收机的P3.2脚连接，而发射模块与发射机的I/O口连接。对发射机编程，使与发射头相连的I/O口产生周期为8nis的矩形波从而产生了引导码，接收机的P3.2脚遇到负跳变时向CPU请求中断，中

8、断服务程序进行解码，并置数据接收位有效，准备数据接收°当产生周期为Ims的矩形波吋，接收机解码并辨别数据类型为逻辑“0”存入数据缓冲区，当产生0.5ms低电平Ims高电平的矩形波时，接收机解码为逻辑“1”并存入数据缓冲区。数据传输时可