周恒+徐轉(zhuǎn)霞

摘要：本文是基于藍(lán)牙技術(shù)的分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)測(cè)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了基于系統(tǒng)的前、后端硬件構(gòu)成。為了更好的檢測(cè)室內(nèi)的溫濕度情況，并更加直觀反映其變化趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了基于STC89C52的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)利用DHT11采集溫濕度信號(hào)，并且將信號(hào)送入STC89C52單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。通過(guò)對(duì)原理分析、軟硬件設(shè)計(jì)情況以及無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)測(cè)試， 表明該溫濕度系統(tǒng)非常穩(wěn)定并且在測(cè)量精度方面十分準(zhǔn)確， 可廣泛地應(yīng)用到各類(lèi)溫濕度檢測(cè)以及控制場(chǎng)合。

關(guān)鍵詞：藍(lán)牙技術(shù)；溫濕度傳感器；單片機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）09-0071-01

溫濕度作為一個(gè)極其重要的物理量，其直接影響燃燒、發(fā)酵、蒸餾、擠壓成形、結(jié)晶和空氣流動(dòng)等一系列化學(xué)以及物理過(guò)程。若溫濕度控制失誤，則會(huì)引起生產(chǎn)安全、產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)量等諸多問(wèn)題。當(dāng)下，人們對(duì)濕度以及溫度的檢測(cè)和控制越來(lái)越重視，溫度和濕度的產(chǎn)物包括加濕器和空調(diào)等諸多物品。

本設(shè)計(jì)以溫濕度的檢測(cè)作為主要目的，綜合所掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，用傳感器DHT11對(duì)溫濕度信號(hào)先進(jìn)行采集，再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，然后運(yùn)用單片機(jī)STC89C52進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析及處理，為報(bào)警電路和顯示電路提供信號(hào)，以達(dá)到對(duì)溫濕度檢測(cè)警報(bào)的目的。另外，本設(shè)計(jì)采用了蜂鳴報(bào)警，先預(yù)設(shè)定報(bào)警閾值，如若發(fā)現(xiàn)溫濕度數(shù)值超過(guò)限定值，就會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，使用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)。

總結(jié)以上情況，本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為主控芯片的測(cè)量精度較高、操作比較簡(jiǎn)單且工作穩(wěn)定的溫濕度檢測(cè)裝置。

和傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)具備以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：使用智能型傳感器，增加了其系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集速度并減輕了監(jiān)控計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)；其增加了輔助存儲(chǔ)的功能，若監(jiān)控計(jì)算機(jī)不工作，則通過(guò)多媒體存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)；其單片機(jī)的設(shè)計(jì)提升了系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)速度。另外，系統(tǒng)的可靠性以及實(shí)時(shí)性都有很大改善；為預(yù)防失真，其對(duì)采集到的數(shù)據(jù)，實(shí)行了數(shù)據(jù)插值算法；利用語(yǔ)音芯片進(jìn)行超限的報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了人性化的管理。

1 總體設(shè)計(jì)

本文主要研究?jī)?nèi)容是以單片機(jī)為主要控制器，通過(guò)溫濕度檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示、誤差的修正等一系列關(guān)鍵技術(shù)，利用傳感器DHT11當(dāng)作測(cè)量元件，組成智能溫濕度測(cè)量系統(tǒng)。此系統(tǒng)可分為溫濕度測(cè)量電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)顯示電路以及語(yǔ)音報(bào)警電路，如圖1所示。所選的器件主要有：STC89C52芯片、溫濕度傳感器DHT11、HC-06藍(lán)牙芯片等等。

2 硬件設(shè)計(jì)

主控芯片我們采用STC89C52，其在數(shù)據(jù)采集方面以及對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示和整個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警都起到重要作用。對(duì)于數(shù)據(jù)采集是利用單總線的溫濕度傳感器DHT11來(lái)實(shí)現(xiàn)，DHT11和溫濕敏感元件及模擬測(cè)量的元器件相比，其具有成本低、精度高、且可以提供數(shù)字輸出、簡(jiǎn)化外部測(cè)量電路等特點(diǎn)，并與本設(shè)計(jì)的需求相符合[1]。我們對(duì)溫濕度的數(shù)據(jù)處理方案是： 如果DHT11模塊采集出來(lái)的數(shù)據(jù)超出了我們一開(kāi)始設(shè)計(jì)的預(yù)警值，則語(yǔ)音報(bào)警芯片ISD2560會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，緊接著進(jìn)行相應(yīng)的處理。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)則是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)完成。另外，為了防止溫濕度傳感器對(duì)周?chē)沫h(huán)境采集到的數(shù)據(jù)失真，因此利用了線形括值算法且計(jì)算機(jī)部分采用VC++，而單片機(jī)部分則釆用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言混合編譯。

無(wú)線傳輸部分我們選用藍(lán)牙轉(zhuǎn)串口HC-06模塊，藍(lán)牙V2.0協(xié)議，可以與手機(jī)、PDA等設(shè)備進(jìn)行無(wú)縫連接。Bluetooth傳感器其硬件由STC89C52、擴(kuò)展串行接口MC14052、藍(lán)牙模塊B1ueCore01以及顯示等部分組成，通過(guò)對(duì)B1ueCore、DHT11和單片機(jī)之間的通信接口硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)Bluetooth溫濕度傳感器的硬件電路結(jié)構(gòu)[2]。

3 軟件設(shè)計(jì)

調(diào)試時(shí)注意PC機(jī)與仿真器之間要始終保持通信聯(lián)絡(luò)。使用Keil4時(shí)其步驟如下：打開(kāi)Keil的操作界面，在“Project”中選擇“New uVision Project…”新建一個(gè)文件并命名，如“WSD”即可，確定以后，這時(shí)會(huì)彈出選擇單片機(jī)的窗口，選擇所使用單片機(jī)型號(hào)。然后在窗口選擇“是”，然后新建，在頁(yè)面里面編輯程序并命名，這次命名需要加后綴，如“main.c”[3]。

手機(jī)軟件操作流程：①打開(kāi)手機(jī)，安裝應(yīng)用的APP②打開(kāi)已下載程序的單片機(jī)系統(tǒng)③將手機(jī)與單片機(jī)的藍(lán)牙進(jìn)行配對(duì)④打開(kāi)APP，將檢測(cè)到的藍(lán)牙進(jìn)行確認(rèn)⑤顯示溫濕度，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)傳感器DHT11采集信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)STC89C52對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，將輸出的信號(hào)提供給藍(lán)牙和報(bào)警電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的檢測(cè)以及報(bào)警。本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、工作穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]郁有文.傳感器原理及工程應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2014.

[2]梁玉紅.基于Bluetooth技術(shù)——線數(shù)字溫/濕度傳感器的研究[J].傳感器世界，2006，（02）：40-41.

[3]王海燕，楊艷華.Proteus和Keil軟件在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，（04）：90-91.endprint