本科论文开题报告基于单片机的无线温湿度采集系统.doc

呼 伦 贝 尔 学 院论文开题报告专 业：电子信息工程论 文 题 目：基于单片机的无线温湿度采集系统学 生 姓 名：王艳彬学 号：2011081327指 导 教 师：吴淘锁开题报告日期：2014年12月30日 一、选题意义、国内外发展现状与发展趋势1研究的意义随着社会经济的发展，温湿度采集系统已广泛应用于人们的日常生活中。农业生产，粮食存储管理，食品储运，高科技研发实验室，档案管理，各企业库房等场合几乎都需要监测空气的温度和湿度。目前我国大多数的温湿度采集统仍然采用有线传输的方法，而有线传输设备，不仅会因为大量铺设的光纤或者电缆降低了系统的灵活性、可维护性与可扩展性，而且当电源线、控制线和信号线混在一起时，还可能会出现相互之间干扰的现象。因此，建立一个高效的、性价比更高的温湿度采集系统具有重要的意义。鉴于此，本课题设计了一个无线温湿度采集系统，与有线传输方式相比，无线监测系统在自动化技术中具有重大意义，概括起来有：(1)提高了劳动生产率；(2)提高了产品的质量；(3)减轻了劳动强度；(4)改善了劳动条件；(5)可以随时随地增加或者减少监测点，也可以随时改变监测点。该无线监测系统在人们的生产生活中具有很强的现实意义。2 研究现状近几年，计算机技术、传感器技术以及互联网技术得到很大的进步，监控系统被广泛应用于农业生产等各个领域，空气湿度与温度的无线监测系统属于监控系统的一部分。因此，温湿度监测技术的发展在软件和硬件等方面都取得了一定的进步。(1)温度监测研究现状传统的温度测量是将温度计放置在测量点，然后根据需要读取温度，但是当监测点过多时，就会需要更多的人去记录数据，这种监测方法浪费了大量的人力，而且由于温度计的精度，人工读数等人为的因素，导致温度检测速度慢、精度低、实时性差。随着科技的发展，由采样器、电阻式温度传感器以及用于数据转换的数模转换器等组成的监测系统与原有的监测方法相比，该监测系统具有检测速度快、可以对各个测温点进行巡回监测、精度高、降低了劳动强度等特点。 (2)湿度监测研究现状近几年来，湿度传感器的发展在国内外都得到了很大进步，其中最主要体现在 湿度传感器逐步由分立元件到集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，对开发创造更高端湿度监控系统创造了前提条件；湿度测量系统中运用了自动温度补偿、自动校准湿度、线性化处理等多项先进技术。现代化规模农业生产需要科学技术支撑。无线温湿度采集系统能实时、准确地测量并显示各测量点的温湿度，从而使相关工作人员能及时地、有效地采取相关措施。本文提出的无线温湿度采集系统是粮仓自动化监测的一个典型范例。把无线传输技术引入到粮仓以及温室大棚生产中来，农业将有可能逐渐地从以人力为中心，依赖于孤立的生产模式转变为以信息和软件为中心的生产模式。从而实现粮仓、蔬菜大棚、温室等信息采集自动部署、自动组织传输和智能控制、大幅度提高单位面积的劳动生产率和资源产出率、改善其设施内工作环境和工作条件、提高工作效率、保障劳动人民身体健康、提高大家的生活质量，对实现环保节约保护的可持续发展具有重要意义。二、论文综述将该系统由STC89C52控制的温湿度采集电路板安置于采集点，采集点的温度与湿度信号可能需要穿透墙壁等障碍物进行传输。传统的传输方式采用有线传输，在通常状况下，这种测量温湿度的方法可以正常工作。但是，在监测点多，而且各个监测点相距较远，特别是在电磁干扰较强的环境下，该系统难以正常工作。为了克服由于这些因素对于温湿度测量精度和传输可靠性的影响，本课题采用了单片机作为前沿机器进行温湿度数据采集，然后经由无线发送模块将采集到的数据发送出去，监测中心的无线接收模块接收到数据后将数据传给接收部分的单片机，由该单片机控制显示，此系统构成特别适用于中小型群体的温湿度监测系统。三、论文的理论依据、研究方法、研究内容本课题采用STC89C52微控制器控制SHT10，通过SHT10读取温湿度数据，LCD1602上显示温湿度数据，程序运用了 C 语言模块化设计，减少了程序文件大小，使系统运行更加迅速，提高了工作效率。智能部件（单片机AT89C2051）。AT89C2051是一种廉价的高性能通用型单片微控制器，俗称单片机，为双列直插式20脚封装。主要功能特性：（1）兼容MCS51指令系统。(2)15个双向I/O口。（3）两个16位可编程定时/计数器。（4）时钟频率0-24MHZ。(5)两个外部中断源。（6）可直接驱动LED 。（7）低功耗睡眠功能。（8）可编程UARL通道。（9）2k可反复擦写(1000次）Flash ROM。（10）6个中断源。（11）2.7-6.0V的宽工作电压范围。（12）128x8bit内部RAM。（13）两个串行中断。（14）两级加密位。（15）内置一个模拟比较放大器。（16）软件设置睡眠和唤醒功能。对于监测点温度的采集，本课题选用的是 DALLAS（达拉斯）公司生产的高精度、可靠性数字温度传感器 DS18b20，具有线路简单，体积小的特点，该传感器是第一种支持“一线总线”接口的温度传感器DS18B20 供电方式有两种：（1）寄生电源供电方式；（2）电源供电方式。由于在程序设计中，寄生工作方式将会对总线的状态有一些特殊的要求，因此本课题采用的是后一种供电方式。 本设计应用的是 SHT10单片数字温湿度集成传感器。SHT10传感器的主要组成结构包括：能隙式测温元件、电容式聚合体测湿元件，并与1个二线（2-wire）数字接口以及1个14 位 A/D 转换器在单芯片中无缝结合，该产品具如下优点：抗干扰能力强、反应速度快、功率消耗低。四、研究条件和可能存在的问题1、系统硬件中可能存在故障、连接逻辑错误等。 2、温湿度采集模块可能受到外部环境的影响五、预期的结果本论文实现了无线温湿度采集系统，把无线传输技术引入到粮仓以及温室大棚生产中来，农业将可能逐渐地从以人力为中心，依赖于孤立的生产模式转变为以信息和软件为中心的生产模式。从而实现粮仓、蔬菜大棚、温室等信息采集自动部署、自动组织传输和智能控制、大幅度提高单位面积的劳动生产率和资源产出率、改善其设施内工作环境和工作条件、提高工作效率、保障劳动人民身体健康提高大家的生活质量，对实现环保节约保护的可持续发展具有重要意义。六、论文提纲第1章 绪论第2章 软件设计第3章 系统硬件设计第4章 硬件调试第5章 总结参考文献附录七、论文写作进度安排工 作 阶 段内 容起 迄 时 间第一阶段 收集关于无线温湿度采集系统的相关资料以及相关实例，了解其实现意义并对论文的整体结构作了部署，草拟论文开题报告并于2014年12月30日提交开题报告。2014年11月30日至2014年12月30日第二阶段根据论文开题报告的提纲及整体构思按要求书写论文，并于2015年1月30日完成论文一稿。2014年1月1日至2015年1月30日第三阶段经过指导老师的悉心评阅，我又查阅了一些参考文献把一稿不合格的地方做了修改。2015年2月6日至2015年3月30日第四阶段经过指导老师的二次审阅，我又重新阅读了整篇论文把老师指点的地方逐一修改，并按照毕业论文排版要求对论文进行整体排版格式，最终定成终稿。2015年4月1日至2015年5月25日八、参考文献1蔡方凯，单片机原理及基于单片机的嵌入式系统设计 ，北京:中国水利出版社.20072高智富，温室环境控制技术的现状及发展趋势，中国市场.20073葛晓光.现代日光温室蔬菜产业技术，中国农业出版社.20104丁继斌，传感器，北京：化学工业出版社.20105埃玛迪，集成电力电子变换器及数字控制， 机械工业出版社. 20116葛志军，国内外温室产业发展现状与研究进展，安徽