張葉笛+趙宇鑫+姜樹杰

【摘要】 電子技術的快速發(fā)展使得各種各樣的電子產品朝著便攜式和小型輕量化的方向發(fā)展，也使得更多的無線通信系統(tǒng)得到了發(fā)展。溫濕度檢測應用的領域越來越多，本文主要簡介一款基于單片機的溫濕度控制系統(tǒng)。

【關鍵詞】 溫濕度 單片機 無線通信

為了對單片機有更深刻的了解，同時也在電子方面有更深刻的認識，通過學習，選擇做一個通過nRF24.L01射頻無線通信技術，基于STC89C51單片機，設計一個無線通信系統(tǒng)。核心部件單片機STC89C51，它在整個人類史上的地位已經不容置疑地確立了，相信它會越來越深入地浸透到人們的生活中，并且將在一定程度上影響人們對生活的理解和詮釋。

一、溫濕度檢測系統(tǒng)主要功能

為了對空氣中的溫濕度進行測量以及利用無線傳輸顯示，先在LCD1602顯示屏設定初始值，同時DHT11開始檢測當前空氣溫度、濕度，假定當前溫濕度超過設定值，四個流水燈分別代表溫度、濕度上下限，有選擇的指示燈亮同時蜂鳴器報警，通過按鍵可以調節(jié)設定的初始值。

二、系統(tǒng)主要器件的簡介

2.1主控器件

本設計是STC89C51單片機為控制核心，RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術綜合實現(xiàn)所有功能。本系統(tǒng)選擇C語言作為STC單片機開發(fā)的首選編程語言。系統(tǒng)框圖如下：

單片機技術的發(fā)展以微處理器（MPU）技術及超大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展為先導，以廣泛的應用領域拉動，表現(xiàn)出較微處理器更具個性的發(fā)展趨勢。單片機是STC公司最新推出的一種新型51內核的單片機。單片機具有可靠性強、性價比高、電壓低、功耗低，結構簡單，體積小，信號處理可靠等優(yōu)點。片內含有Flash程序存儲器 SRAM、UART、SPI、A＼D、PWM等模塊。

2.2 DHT11溫度傳感器

對于DHT11而言，其首先是建立在數(shù)字信號基礎上的復合型溫濕度傳感器，在結構上，1個測溫軟件NTC，1個感濕軟件，共同連接在8位高性能單片機上面。在技術應用層面，具有數(shù)字采集技術和溫濕度傳感技術的相互結合，進一步提高了傳感器的準確性和適用性。除此之外，具有極高的抗干擾性、效率高等優(yōu)點[10]。對DHT11的校對要借助濕度校驗室來完成。OTP存儲校準系數(shù)，并在對信號進行檢測時發(fā)揮作用。串行接口采用單線制，簡化了整個系統(tǒng)的結構，并提高了系統(tǒng)的效率，降低了能耗，數(shù)據(jù)信號傳輸距離能達到20米遠，該種傳感器在封裝上，由為4 針單排引腳來實現(xiàn)，簡化了連接方式，并能根據(jù)不同用戶的需求進行適用。

2.3 nRF24.L01 2.4GHz射頻收發(fā)芯片

無線傳感器網絡技術是21世紀最具影響和創(chuàng)新性的技術之一，主要涉及現(xiàn)代計算機技術、電子科學技術、網絡技術以及通信技術等。無線傳感器網絡的應用領域十分廣泛，主要可應用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)學保健、軍事情報收集、工業(yè)生產自動化、建筑安全監(jiān)測等方面。目前基于無線傳感器網絡技術的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要采用ZigBee、GPRS、FDMA、CDMA進行傳輸。它具有計算簡單，直觀合理的有點[15]。

三、系統(tǒng)硬件設計

nRF24.L01硬件的設計有單片機電路、nRF24.L01控制電路、溫度傳感器電路等；nRF24.L01控制電路實現(xiàn)nRF24. L01的智能化控制，比如自動發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，完成報警。主要由AT89S52芯片和nRF24.L01芯片完成，無線通信部分由nRF24.L01控制芯片完成。

四、系統(tǒng)軟件設計

4.1主機流程

該系統(tǒng)實現(xiàn)了以發(fā)射端控制傳感器模塊、nRF24.L01無線輸出模塊為主要功能的核心系統(tǒng)。主機的功能實現(xiàn)主要步驟有：當電源開始供電時，按下開關，該程序開始工作，傳感器模塊開始檢測周圍的溫濕度、通過nRF24.L01傳輸?shù)浇邮斩恕?/p>

結語：本設計以MCS-51系列單片機為核心設計的無線通信系統(tǒng)，并通過nRF.24L01射頻無線通信技術，以實現(xiàn)主機采集溫濕度傳感器相關數(shù)據(jù)發(fā)送給從機單片機以LCD1602予以顯示。溫濕度傳感器使用DHT11，主要通過RC522為非接觸式IC卡讀寫器，基于FRID的射頻識別技術綜合實現(xiàn)所有功能。

參 考 文 獻

[1] 杜靜.擴散爐自動恒溫控制系統(tǒng).博碩論文庫.2007

[2]盧婷.無線溫濕度檢測設計.山東工業(yè)技術.2014（21）：25-28