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摘 要

随着社会的进步和生产需要，智能化采集数据已经渗透到生活的各个方面。本温湿度信息采集系统采用树莓派为开发主板，搭建QT开发环境，主要硬件有DTH11传感器，CSI摄像头，800*480电容屏，有源蜂鸣器和风扇。系统涵盖三个部分：检测，控制和监控，其中检测和控制部分主要实现对周围空气的温度和湿度的实时检测、显示，以及超出阈值后警报并驱动风扇。此外，该系统还能监控周围环境。系统以检测周围空气里温湿度的传感器作为感应部件，安装摄像头，搭载显示屏，系统测量出来的温湿度数值和采集的影像会传输进树莓派内显示。

关键词：DTH11，信息采集，树莓派，QT

Abstract：With the progress of society and production needs, intelligent data acquisition has penetrated into all aspects of life. This temperature and humidity information acquisition system uses raspberry pie as the development motherboard and builds the development environment of QT. The main hardware includes DTH11 sensor, CSI camera, 800*480 capacitive screen, active buzzer and fan. The system covers three parts: detection, control and monitoring. The detection and control part mainly realizes the real-time detection and display of the temperature and humidity of the surrounding air, and alarms and drives the fan after exceeding the threshold value. In addition, the system can also monitor the surrounding environment. The system uses sensors to detect temperature and humidity in the surrounding air as sensing components, installs cameras, and carries a display screen. The temperature and humidity values measured by the system and the collected images will be transmitted to the raspberry pie for display.

Keywords：dth11, information collection, raspberry pi, qt

目 录

1 前言 3

1．1 项目研究的背景 3

1．2 信息采集系统国内外研究动态 3

1．3 项目的目的及意义 3

2 开发环境及工具介绍 4

2．1 树莓派的简介 4

2．2 技术介绍 5

3 硬件系统 7

3．1 系统总体设计 8

3．2 核心控制模块 9

3．3 传感器模块 10

3．4 报警模块 11

3．5 监控模块 11

3．6 降温模块 12

3．7 显示模块 13

4 软件系统 15

4．1 传感器模块 15

4．2 实时显示温湿度 19

4．3 数据处理 20

4．4 监控 21

5 数据库 22

5．1 温湿度表 22

5．2 定时保存温湿度 22

5．3 表格显示 23

5．4 表格删除 23

6 项目测试 23

结论 27

参考文献 28

致谢 29

附录 30

1 前言

1．1 项目研究的背景

随着科学技术的发展，温湿度数据的测量以及监控系统应运而生，此类系统常用于化工、农业、医疗、家庭住宅环境等领域^[1]。由于对测量温湿度的巨大需求量，导致温湿度传感器的数量在各种传感器中一直高居首位。随着当代科技和生产力的发展，温湿度传感器的种类不断增加。在信息采集系统中，测量温度，湿度也是主要的被控参数。总而言之，在现代工程设计和日常生活中，对温湿度的检测都起着重要的作用，并且对温湿度的检测也被大量的用于工农业生产、科学研究等地方，其数量日渐上升。

1．2 信息采集系统国内外研究动态

国外对温湿度检测的技术研究开展较早。首先是采用组合仪表，并根据检测的现场数据进行指导和记载。早期开始研究此技术的国家在已经基本实现温湿度采集自动化的基础上朝着智能化的方向发展。我国的温湿度检测技术相较于国外稍有落后，大致开始于1980年。在技术上，利用单片机控制的单参数以及单回路系统居多，与一些发达国家相比，还是存在着较大差距。

随着当前经济的发展和大规模集成电路技术的不断提高，出现了具有高性能，高可靠性的单片机数据采集系统。基于树莓派的信息采集系统，能够实现对温湿度的精确检测。例如：温室大棚、钢铁厂炼铁以及日常生活中的空调等。同时伴随着人们对基于树莓派的温湿度等重要信息的检测控制系统的设计以及研究越来越多，这项技术已经越来越成熟。

1．3 项目的目的及意义

与该系统相类似的温湿度检测系统由于经常需要检测不同的对象，其设计也是五花八门。在日常生活中人们都不同程度的使用此类系统。比如在农业大棚环境检测系统中，温湿度就是两个需要展示和处理的重要参数，必须不间断的采集环境中的温湿度，根据温湿度的变化采取对应的措施。树莓派不仅能够用于电子仪器、工业检测，还可以将其做成检测和处理温湿度信息的系统。使用树莓派开发板能够实现智能化检测和处理温湿度信息。树莓派作为系统的物理搭建环境具有易于学习，体积小，成本低等特点。而树莓派作为一个高性能的开发板，搭配DTH11数字温湿度传感器以及方便快捷的控制与显示的电容触控屏可以实现对温湿度变化的准确感知。其中所用到的温湿度传感器是一款具有数字信号输出的复合传感器。将此系统应用到农业，工业，医疗，家庭生活等都无疑能够满足人们对追求更加适宜的生活环境的要求，且具有良好的发展前景。

通过树莓派搭建QT开发环境不仅能够实现对温湿度采集器的控制，还能够对周围环境进行监控，很好的解决传统温湿度的测控系统通常需要进行人工实时测量，或从监测区域铺设电线到监测室进行监测的特点，这种方式成本高、布线烦琐、费时费力且可扩展性差^[2]。此系统支持全天24小时实时监控如：农业大棚的空气温湿度和周围环境影像等信息。实现了温湿度环境采集的自动化，同时通过显示屏能直观的观察到温湿度的变化。该系统给人们带来了便利。

2 开发环境及工具介绍

本温湿度信息采集系统是采用树莓派为开发板，搭建QT的开发环境，设计系统UI界面。由于该系统需要对引脚进行控制，所以需要用到WiringPi库，在实时显示温湿度方面，利用QWT绘制温湿度动态曲线图；在监控方面方面，利用Opencv调用摄像头；在温湿度信息存储方面，用QT自带的轻量级数据库QSQLite。

2．1 树莓派的简介

树莓派是一款致力于开发用途的小型板子。树莓派的内部结构是基于ARM所搭建的小型计算机。在树莓派上可以运行一款名叫Raspberry的开源操作系统。其操作系统是安装在一张大小在64GB的TF卡上，并且由USB供电。只需要简单的连接上鼠标、键盘和显示器等，就可以实现基于Linux操作系统的程序设计。其次在树莓派的主板上还具有丰富的接口：

4个USB2.0接口，可连接鼠标，键盘

1个100M以太网接口，可连接网线

1个RCA视频或音频接口

1个HDMI视频或音频接口

1个15针CSI摄像头接口

1个DSI显示器接口

1个Micro usb接口，用于2.5A电源

40个GPIO引脚

1个Micro SD卡插槽

802.11 b/g/n无线模块

蓝牙4.1模块（经典，低能耗）

64位四核 ARM cortex-53

运行频率1.2Ghz CPU 1GB LPDDR2存储器

树莓派实际图片如图2.1所示：

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