基于单片机的无线温湿度采集系统的设计

论文总字数：15668字

摘 要

温湿度在我们的生活和许多场景中十分重要。这次设计是设计一个基于单片机的无线温湿度测量控制系统，系统由主机和从机组成，服务器由液晶显示器1602、无线接收模块nRF24L01、单片机STC89C51、风扇、加热器和处湿器组成；从机由传输模块nRF24L01、单片机模块STC89C52和温湿度DHT11模块组成。

温度和湿度从机负责测量，通过无线模块传输到主机，并显示在主机LCD上，系统可以设置温度的测量范围和湿度的测量范围，当检测到的温度或湿度不在规定范围内时，系统便会发出警报，并且当温度超出设定的范围时，系统不但会发出警报，还会触发负载使风扇转动，起到降温的效果。不同的情况此系统会有不同的控制效果，以此达到控制温湿度的目的。此系统集成度高、成本低、工作稳定。有着一定的实用价值。

关键词：STC89C52；DHT11；NRF24L01；无线数据传输；温湿度检测

Design of Wireless Temperature And Humidity Acquisition And Control System Based on MCU

Abstract

Temperature and humidity are very important in our life and many scenes. This system is a wireless temperature and humidity acquisition system based on MCU. The system is composed of host and slave. The host consists of 1602 LCD, nRF24L01 wireless receiving module, STC89C51 MCU, fan, heater and humidifier; The slave is composed of nRF24L01 wireless transmission module, STC89C52 MCU and DHT11 temperature and humidity module.

The temperature and humidity are measured by the slave, and then It is transmitted to the machine via wireless transmission module. It is then displayed on the computer LCD. This system can set the temperature range and humidity range. When the detected temperature or humidity does not belong to the set range, the system will give an alarm. When the temperature exceeds the set range, the system will not only give an alarm, but also trigger the load to make the fan rotate, which has the effect of cooling. In different cases, the system will have different control effect, so as to achieve the purpose of controlling temperature and humidity. This system has high integration, low cost and stable work. It has a certain practical value.

Keywords: STC89C52; DHT11; NRF24L01; Wireless data transmission; Temperature and humidity detection

目 录

第一章 引 言 1

1.1选题背景 1

1.2设计任务 1

第二章 设计方案分析和方案论证 2

2.1系统功能设计 2

2.2设计总体方案与论证 2

第三章 系统硬件设计 4

3.1单片机主控电路设计 4

3.2SSTC89C52单片机 7

3.3单片机最小系统 9

3.4温湿度电路设计 10

3.5报警电路设计 13

3.6液晶显示1602模块电路设计 14

3.7NRF24L01无线模块电路设计 16

3.8继电器模块（为接负载来模拟控制温湿度）电路设计 11

第四章 系统软件设计 12

4.1软件设计思路 12

4.2软件实现思路 15

4.3主程序的设计 16

4.4温湿度程序设计 17

4.5NRF24L01无线模块程序设计 20

4.6液晶显示1602模块程序设计 18

第五章 系统仿真与调试 21

5.1系统软件仿真 21

5.2系统软件调试 21

5.3主要指标测试 22

5.4测试结果分析 23

第六章 总结与体会 25

致 谢 26

参考文献(References) 28

附 录 29

第一章 引 言

1.1选题背景

1.1.1课题目的和意义

在科技水平飞速发展日新月异的现代，在设备性能的要求也变得更高了。各行各业对环境的要求也同样变得更高了。环境检测与控制广泛应用于农业、工业乃至国防，应用情况各不相同，系统的设计也有很大的不同，温度和湿度的指标在日常学习与工作中也随着时代的进步变得愈发重要了，所以定期且实时地对环境的温度和湿度进行测试是非常有必要的，在传统的温湿度控制中，一般由人来负责，难度很大，费时，工作效率低。温度和湿度的测试可能会有很大的误差和随机性。大多数事故是因为人自己的原因导致的。而使用科学的温湿度检测系统就可以解决这样的问题。现在，在温度不会过高的情况下（100℃以下),温湿度检测技术已经十分成熟。所以，本系统的研究和设计是非常具有现实意义的。本系统是基于单片机的设计，采用stc89c52单片机。它是新一代高速、低能耗、微控制器在抗干扰方面有着领先地位；它非常实用并且易于学习，性价比很高。可以及时并精确地反应出温度和湿度的变化，在温湿度控制方面也可以达成各种要求。

1.1.2本课题的国内(外) 发展现状及发展趋势

国内外温湿度检测元件种类繁多，与此同时随着单片机集成电路技术的提高，出现了许多高性能的单片机数据采集系统。对温湿度检测和基于单片机的管理系统的研究相对较多。随着科技水平，经济水平和生活质量的飞速提高，这个社会对温湿度检测控制的要求是越来越高的。要为更高要求的现代服务。需要从数字单片机和集成电路技术入手。朝数字化，模块化，智能化，高速化靠近。

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