空气质量远程监测系统设计

/毕业设计（论文）题目：空气质量远程监测系统系别：电气工程系专业：自动化班级：132学号：2017174218 学生姓名：刘银强指导老师：崔丹丹2017年5月空气质量远程监测系统设计摘要随着我国经济的快速发展，有效促进我国电子科学等技术的高速发展，因此也带动了相关监测技术的不断升级换代，随着人们对环境的关注度越来越大，因此当前监测技术相对落后无法满足人们日益增长的物质文化需求，因此须要加快空气质量远程监测系统的设计，从而能够实时环境数据。本文以环境中温度湿度、NO2、SO2、PM2.5等气体浓度粉采集，GPRS无线传输，实时显示并存储为主要探讨内容。首先详细分析了课题的探讨背景及意义，详细分了国内外探讨现状，针对空气质量监测系统进行了整体方案的设计，详细分析了监测系统的工作原理及无线传输方案选择及传输原理，其次对限制质量远程监测系统的硬件及软件方案进行了设计，包含：传感器的选择、时钟系统设计、扩展外部存储器、GPRS无线传输模块以及电源模块等，软件进行了系统初始化及数据采集和处理的流程设计。通过本文进行的空气质量远程监测系统设计，能够良好的解决空气质量监测系统开发周期长，难度大等问题，便于居民实时获得环境各项参数数据。关键词：空气质量检测；单片机；GPRS无线传输；远程系统AirqualityremotemonitoringsystemABSTRACTWiththerapiddevelopmentofeconomyinourcountry,effectivelypromotetherapiddevelopmentofelectronicscienceandtechnologyinChina,whichledtothemonitoringtechnologyofcontinuouslyupgrading,aspeople'sincreasingattentiontotheenvironment,thecurrentmonitoringtechnologyisrelativelybackward,therefore,cannotmeetpeople'sgrowingmaterialandculturalneeds,sotheneedtospeeduptheairqualityoftheremotemonitoringsystemdesign,whichcanreal-timeenvironmentaldata.Thispapercollectsthegasconcentrationpowdersuchastemperaturehumidity,NO2,SO2andPM2.5intheenvironment,theGPRSwirelesstransmission,real-timedisplayandstorageisthemainresearchcontent.Firstanalyzedtheresearchbackgroundandsignificance,pointsindetailtheresearchstatusathomeandabroad,forairqualitymonitoringsystemfortheoverallschemedesign,analyzestheworkingprincipleofmonitoringsystemandwirelesstransmissionschemeselectionandtransmissionprincipleofsecondtocontrolthequalityoftheremotemonitoringsystemhardwareandsoftwaresolutionsforthedesign,include:theselectionofsensors,theclocksystemdesign,expandtheexternalstorage,GPRSwirelesstransmissionmoduleandpowermodule,thesoftwaresysteminitializationandprocessdesignofdataacquisitionandprocessing.Keywords:Airqualitytesting;Singlechipmicrocomputer;GPRSwirelesstransmission;Theremotesystem

目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 1ABSTRACT 21.绪论 41.1论文的探讨背景及意义 41.2国内外现状以及发展趋势 41.2.1国外探讨现状 41.2.2国内发呈现状 42.空气质量监测系统的总体设计 62.1监测系统的工作原理和组成 62.2GPRS网络的基本工作原理和组网 62.2.1GPRS工作的基本原理 72.2.2GPRS组网方案的选择 73.空气质量检测终端硬件设计 93.1硬件的总体设计 93.2传感器的选用以及其调理电路 93.2.1温湿度 93.2.2气体传感器 103.2.3PM2.5传感器 113.3时钟系统设计 123.4扩展外部存储器 123.5GPRS模块的设计 133.6电源模块设计 154.软件的总体分析 174.1数据采集和处理程序设计 174.2硬件系统的初始化 184.3数据采集采集和处理 195.总结 22参考文献 23致谢 26附录一检测主程序程序 26绪论1.1论文的探讨背景及意义近些年来，我国环境持续恶化，各地均不断陷入雾霾严峻污染的环境，由于雾或霾对人体具有较大的危害，因此当上述危害天气出现后，对我国的各个交通体系具有严峻影响，导致公路、铁路、供电系统及其他交通运输领域出现造成重要影响，此外还会恶化整个生态环境。因此为了能够良好爱惜自然资源，因此长期以来国家特殊重视企业的节能减排等工作，相继出台多种爱惜措施，爱惜环境。我国在环境监测等领域仪器水平还不搞，因此当前针对环境的监测大多接受的人工采集及计算机分析的方式，为了能够有效提高环境监测效率，因此国家大力支持相关行业科技水平，不断提高监测系统的智能化、无线化、网络化等发展方向。因此为了提高空气质量远程监测系统，因此本文接受基于GPRS技术的环境温湿度、二氧化碳、二氧化硫等参数的实时监测系统，并通过GPRS网络接入的方式，从而有效的实现和远程计算机通信系统，从而完成各项数据的传输，达到试试监测环境变更的目的。1.2国内外现状以及发展趋势1.2.1国外探讨现状当前国外发达国家领先开展了环境监测等系统的研发工作，如今已经取得了特殊显著的探讨成果，其中许多技术应用到实际当中，而且大批具有科研成果和技术专利，为环境监测供应有力的技术支持，如美国从上世纪70年头就已经开展空气质量远程监测系统额眼睛工作，经过几十年的发展，已经建立了较为完善的质量监测体系，涉及的国家各个地区特殊全面，而且还接受了一套完备的质量保证和质量限制(QA/QC)体系，保障各项采集数据的有效性、完成采集和传输等工作，从而使得监测数据具有良好的牢靠性和精确性。尽管国外起步很早，也建立了相对较为完善的空气远程监测体系，但是可以看到，国外的许多监测体系照旧存在许多的问题，如许多监测站点设置的不合理，而且西方许多国家建立的体系没有实现数据共享，因此无法有效的实现质量数据共享机制，此外还有各个国家质检的联网联调的不足，随着科学技术的快速发展，特殊是无线通信技术的快速提升，当前已经能够很好的处理监测环境数据、空气质量预料分析、动态化显示等功能，但照旧存在很大的发展空间。1.2.2国内发呈现状我国近些年随着对空气质量的重视，因此不断加快空气质量远程环境监测体系，尽管我国起步较晚，技术相对较为落后，而且是以城市为基础建立起来的监测体系，因此当前我国重点的监测数据有空气的温湿度变更、二氧化硫、二氧化碳、PM2.5。从2000年起先，为了加大空气质量的监测和整治力度，国家加大对相关领域科技研发的力度，截止到2006年底，我国各大城市相继建立了有效且完整的空气质量远程监测体系，且已经能够很好的实现各个省区和重点城市之间的站点联网数据共享等功能，尽管我国已经建立了许多的空气监测站，由于技术相对较为落后以及意识薄弱等环节，因此须要进一步提升科技水平和人员素养。2.空气质量监测系统的总体设计2.1监测系统的工作原理和组成本文设计的监测系统主要包含如下几个模块：温湿度传感器模块、气体传感器模块、空气颗粒物传感器模块等，其中运用的硬件设备有单片机其型号为MSP430F149、无线输出传输和接收的GPRS模块、和以及限制硬件设备的软件labVIEW软件模块的那个组成单元构成，首先单片机须要采集传感器发出的一系列电压信号，然后将其进行相关的数模转换，从而得到有关空气气量浓度值。然后将相对应的数据打包成为要求的二进制数码，一般用ASCII然后将对应的数据通过GPRS模块完成数据的传输，经过无线传输模块后相关数据传输至上位机监测中心，经过计算机的处理和分析、运算和显示，从而实现空气质量远程监测功能，由于接受的软件通过软件的编程语言实现，供应LabVIEW因此须要提软件的运行环境，从而得到有关污染气体的浓度值，当超出要求数值状况下，须要发出相关的报警信号。本文接受的无线远程监测系统的网络结构图如3.1所示：图2.1系统的结构原理图依据图2.1所示的结构原理图可以清晰看到系统的流程图如下：首先在检测现场出安装相关的监测终端设备，通过设立的各个传感器获得各项采集数据，然后将获得的数据经过简洁的运算处理，经过GPRS无线传输模块上传至上位机的监测中心处。其中监测终端主要实现两部分功能：1、数据的采集工作，可有效的采集现场的各个数据信息，2、设置无线通信GPRS模块。本文设计的无线传输模块接受为GPRS网络，从而实现各个数据的传输。2.2GPRS网络的基本工作原理和组网2.2.1GPRS工作的基本原理GPRS是当前发展特殊成熟的网络通信模式，该通信方式在GSM基础上增加了部分硬件设备此外还针对传输过程中运用的软件进行了必要的升级，当前可以构成一个新的网络结构实体，从而能够更好的供应端到端以及其他的无线IP传输功能。接受GPRS网络方式不仅具有良好的GSM实现的全部功能，而且还增加了许多能够进行分组数据单元供应无线数据业务。由于运用GPRS网络业务的每个用户相互之间均相互独立，主要缘由在于接受的GPRS无线网络实行的网络结构不同，接受IP的网络结构方式，能够为每一个用户支配独立的IP地址，从而实现了移动用户到网络端到端的各项数据业务应用，当前运用的GPRS系统网络结构如图2.2所示。图2.2GPRS系统的网络结构1)PCU：表示的为分组数据处理和限制单元，通过上述模块能够很好的在BSC和SGSN之间建立良好的基于帧中继的Gb接口，主要完成的功能是数据业务和分别电路功能，由于可以将PCU插入到BSC单元模块中，因此该模块可以独立工作。2)SGSN：表示的为GPRS服务的支持结点，能够清晰的记录移动台的当前位置发生变更的各项数据，此外还能够完成在移动台和GGSN之间移动分组数据的接收和发送等功能，该模块和MSC处于同等水平，此外还能够良好的跟踪MS的存储单元，从而更好的实现接入限制和平安管理等功能，并通过帧中继将相关数据传输到基站接收模块中。3)GGSN：表示的为GPRS网关的支持结点，该模块时连接GSM网络和外部交换系统的网关，主要实现的功能能够良好的支持和外部分组交换数据的互通和传输，此外还可完成基于IP的GPRS骨干网和SGSN连通功能。2.2.2GPRS组网方案的选择本文接受GPRS无线终端要能够满足TCP/IP相关的协议标准，因此使得该方法和其他的传输模块存在确定的区分，在监测中心处，往往要求设置一台能够连接网络的PC机，从而更好的实现PC机和GPRS模块进行数据通信等功能，此外还要结合不同的需求，从而制定恰当的组网方案，如图2.3所示是当前应用较为广泛的GPRS通信组网模式。图2.3GPRS通信组网模式3.空气质量检测终端硬件设计设置检测终端主要完成的目标是采集空气质量等相关数据，采集完毕后经过确定的处理后通过无线GPRS模块上传至监测中心，每隔确定时间监测中心都进行数据的更新。该系统主要包含五个模块：传感器的选用、时钟模块、扩展外部存储器、GPRS模块、电源供电模块。3.1硬件的总体设计图3.1检测终端的原理图如图3.1所示为检测终端的原理图，接受的单片机MSP430F149的两个USART串口一个和无线传输模块连接在一起，另外一个作为系统的扩展串口，其中依据设计要求，还设定了PM2.5、传感器，温湿度传感器以及气体浓度采集传感器；为了保障数据存储，因此可以扩展外存储，保障时钟系统具有良好的实时性。3.2传感器的选用以及其调理电路本文设计的采集系统许多传感器均设置在外部，能够有效的采集现场空气质量，主要包含温湿度传感器，气压传感器，气体传感器（NO2，CO2，SO2）。为了能够节约单片机的外部接口，因此选择的各个传感器满足系统实时性的要求，因此接受二线接口数字式传感器，由于输出的为数字量，因此无需经过模拟量的数字化，从而简化系统运行困难性。3.2.1温湿度传统的温湿度测量比较麻烦，工作量巨大，往往将相关电路设置在调理电路上，经过困难运算过程，因此使得输出的数据精度较低，此外传统的电路也无法保证各个器件的稳定性、平安性、牢靠性、非线性等获得均衡，因此给系统的开发和设计带来许多不便。因此本文接受型号SHT11的新式的数字式传感器，有瑞士Sensit-ion公司生产，该产品最大的特点在于接受传感器技术和CMOSens技术有机结合在一起。图3.2SHT11外形及其管脚示意图3.2.2气体传感器本系统设计的气体传感器接受的为TGS-2系列电阻式传感器以及MEMBRAPCR公司的SO2气体传感器组成本系统的气体传感器检测，其中接受SO2/MA20用来检测空气中SO2以及其他气体的浓度的变更，具有价格低、运用年限长等优点，其中接受的传感器当处理不同浓度气体是易引发敏感电阻值的变更，此时信号调理部分能够干脆完成后续数据的处理，因此往往选择简洁且具有较小的噪声的电路，依据传感器电阻的变更能够真实的反映出输出信号的变更，此外设置的信号调理电路在确定范围要求内能够精确的获得阻值的变更。当前调理方法运用较多的有分压法、比较法，由于分压电路简洁，动态调整范围广，因此获得了广泛应用。如图3.3为传感器基本测量电路，其所用的信号为分压电路。输入部分共包含两个输入电压，其中VH加热电压用于敏感因子处于对象气体相适应的特定温度而施加在集成的加热器上；VC用于测定传感器串联负载RL的两端电压；传感器电阻Rs和负载电阻RL串联；RH为加热器电阻，通过采样输出采样电压Vout。依据计算得到的传感器电阻值Rs，可以计算得出有关检测气体的浓度数值。图3.3传感器基本测量电路(3.1)依据式3.1所示，可以看到，气体传感器的电阻阻值的大小和检测气体浓度C存在确定的关联，可通过式3.2公式近似描述。(3.2)式3.2中，常量用A表示，测量气体传感器电阻为，所测气体的浓度为C，其中为传感器的输出电阻曲线的指数变数指数，其数值表示所测气体浓度变更的敏感程度，其中和测量气体的类型、测量环境的温湿度、传感器器件等因素确定。3.2.3PM2.5传感器雾霾的监测接受设备韩国SYHITECH的专利产品DSM501，上述产品接受的计数原理为粒子计数，从而完成空气中的颗粒物计数，此外在内部还设置加热器可自动吸入空气。输出接受的PWM脉宽调制，通过设置的可调电阻可以检测灰尘的大小，因此能够精确的测量出PM2.5的含量，输入电路为5V，便于信号处理，如图3.4为DSM501原理图。图3.4DSM501原理图DSM501的3，5脚分别为Vcc(+5V)、GND，输出脚Vout2为一般输出脚，有图3.4可以看出，DSM501、只有五个引脚，引脚数特殊少，故和MSP340F149单片机的连接的电路就特殊简洁，DSM501的3引脚为电源引脚，接+5V电压，5引脚为接地引脚,依据要检测空气中颗粒物直径的不同要以，来选用Vout1或Vout2输出，连接在MSP340F149的CPP1模块的RC2引脚，利用定时器TMR1当下降沿来临时多输出PMW波形低脉冲时间进行计数。3.3时钟系统设计时钟电路设计部分接受的芯片为DS1302型号，依据系统运行要求，可选择确定时钟和相对时钟两种计算设计方法。3.3.1、DS1302芯片概述DS1302是由DALLAS公司推出的芯片，其主要特点为能够涓流充电，内部富含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，进行数据传输特殊便利，通过简洁的串行接口即可完成和单片机89C52数据的交换和通信。各个管脚的功能：RST表示复位脚功能；I/O表示数据输入/输出引脚功能；SCLK表示串行时钟功能；X1，X2表示32.768KHz晶振管脚功能；Vcc1表示电池供电管脚1功能；Vcc2表示电源供电管脚2功能；GND表示接地功能。图3.51302时钟电路图3.4扩展外部存储器考虑到接受无线通信网络的不稳定性，在数据传输过程中简洁发生丢包活堵塞等状况，因此次数采集获得的数据无法顺当的传输到监测中心。此时须要将采集的数据先保存一段时间，待通信线路复原正常状态下，依据系统设计要求，选用I2C总线E2PPROM。本文接受的AT24C64正是这种类型的串行的芯片，具有较低的功耗，工作和静态电流均较小，因此便于携带，其封装图如3.5所示。 NC NC图3.6AT24C64的引脚图3.5GPRS模块的设计下面详细分析通信模块电力的设计过程，本文接受的无线传输数据模块包含GPRS模块以及和单片机接口电路、SIM卡接口电路以及GPRS工作状态指示电力等模块，首先由传感器采集的各个数据输入到单片机接口中，经过简洁的处理操作后依据串行接口电路发送SIM300C中，其中设置SIM300C主要完成的是对获得数据的检验以及完成叮嘱进行TCP/IP打包封装，由于GPRS接受的为无线放射方式，因此可以通过无线网络即可将采集并处理好的数据发送到监测中心，其中SIM300C具有三波段的GSM或者GPRS可选用模块，在全球范围内都能够良好、稳定的工作，此外上述模块还能够为GPRS供应多信道类型的实力，具有多种编码方案，分别为CS-1，CS-2，CS-3和CS-4的四种。此外在模块内部还集成了TCP/IP协议栈，依据要求可完成各项拓展功能，因此接受上述模块特殊简洁、快捷、便利。本文接受的单片机和SIM300CGPRS模块通过RS232串口的方式连接到一起，由于电平存在差异，因此应用时须要完成电平转换功能，本文接受的转换芯片为MAX3221，如图3.5所示的电路图，可以清晰的而看到，GPRS模块通过中间转换的方式完成了和单片机之间数据的通信，图3.6为SIM300C的电路连接图。图3.7RS232串口电平转换电路图3.8SIM300C的电路连接图图3.7所示，发光二极管D-STATE和SIM300C的网络状态指示引脚相连接，能够实时显示出GPRS模块的工作状态，其中SIM300C的PWRKEY引脚和单片机MSP430F149的I/O端口P4.7相连，由MSP430F149来限制其启动和关闭。3.6电源模块设计（1）芯片介绍当前应用到电力电子元器件中的重要大暖主要有三端稳压集成电路。该型号的元器件包含两种型号输出，1、正向电压，2、负向电压。其中涉及的三端IC主要指的是稳压集成电路的三条引脚输出，包含接地端、输入端及输出端三个组成单元。当前广泛应用的主要为78/79系列三端稳压IC构成的稳压电源电路部分，该电路结构简洁，构成元器件较少，其内部设置了诸多爱惜电路环节，其中78/79数字分别代表的是三端集成稳压电路的输出电压的数值，取值06代表的为输出正6V的电压，09代表输出为正9V的输出电压，实际应用中，为了能够保证元器件的稳定运行，通常在三端集成稳压电路装设足够大的散热器，当温度过高时，将对稳压性能产生严峻影响。（2）电路原理图本文设计的电源部分接受的是78系列电源电路芯片，可以分别产生+5V、+15V两路电源，下面通过图2.7所示进行分析介绍，IC芯片接受的是集成稳压器部分型号分别为7805和7815，滤波电容的输入输出端口分别用C2、C3、C5、C6表示，在D1口出分别串接稳压二级管，地点将设置在7805稳压器2脚和地之间的位置，主要完成功能是保障输出电压U能够得到明显提升，其中U表示的是7805稳压器和稳压二极管D1数值的和。爱惜二级管电路接受的为D2爱惜电路，当输出小于D1稳压值时，将促进D2发生导通，因此电流将通过旁路支路流出。图3.9主机电路图图3.10从机电路图图3.1178系列的电源电路图3.12系统总体供电电路4.软件的总体分析依据硬件系统设计要求，因此还需设置软件系统，并结合模块化设计的思想及要求，从而设计了系统软件的总体框架图，包含数据采集、硬件系统初始化。图4.1总体框架图4.1数据采集和处理程序设计设置检测的终端主要完成的是空气质量远程监测系统，须要将现场擦剂的数据发送到监测中心，采集到的空气质量相关数据的获得主要是通过设置的各个传感器有效的捕获空气中存在的敏感因子。从而使得传感器发生确定的变更，然后将获得的采集数据通过GPRS模块将其打包成IP数据包，通过无线传输的方式从而实现和上位机的连接，最终完成整个数据的传输，在监测终端还要设置能够接收终端监测中心的各个相关限制指令，从而有效更新数据发生的变更。其中空气质量远程监测系统主要的工作流程有：先进行数据初始化、数据的采集工作、输出的传输，等待下一次采集任务，其流程图如4.2所示。

图4.2检测终端软件设计流程图4.2硬件系统的初始化每次进项相关操作前，都须要对硬件系统进行初始化操作，由于接受的单片机型号为MSP430F149，设计的端口大多为复用端口，因此在设计是要严格区分，此外在进行无线传输工程中，还须要接受USARAT串行端口连接GPRS模块传输数，然后对所接受的气体传感器模块数据进行采集的I/O端口进行设置，本文可以接受单片机自身所带的数模转换模块，对相关的参考电压数值、采样频率数值以及端口转换方式等数值进行设定，此外还要对脉冲端口进行设置以及对存储器进行初始化，当接受GPRS模块上电后，能够自动检测SIM卡自动连接当前的无线通信网络。检测终端初始化部分程序如下所示：voidInitSys(){unsignedintiq0;BCSCTL1&=~XT2OFF;do{IFG1&=~OFIFG;for(iq0=0xFF;iq0>0;iq0--);}while((IFG1&OFIFG)!=0);BCSCTL2=SELM_2;//选择MCLK为XT2UartInit();//初始化USART0LED_DIR|=LED_IO;TimerBInit();//定时器B初始化SetTime(TimeZhi);//设置定时时间GotimeDfB(100);//打开定时器InitBhTimerA();//初始化定时器AGoBhTimerA(100);//打开捕获功能InitIIC();//初始化IIC总线端口Adc12Init();//初始化AD转换模块EINT();}4.3数据采集采集和处理在采集的数据信息中，包含PM2.5的含量，二氧化硫、二氧化碳以及其他颗粒物的含量，本文接受的传感器型号为DSM501，该传感器测量的周期时间设定为30s，因此每经过30s就要对相应的数据进行采集，从而获得一组完整的空气质量数据，其中定时时间可接受中断的方式，每经过30s系统就关闭全部的中断程序，读取传感器采集到的各个数据信息，依据指定格式要求打包成IP数据包的方式通过GPRS无线放射模块传输到上位机的监测中心，此时定时器设定的定时时间为30s，当数据采集中关闭重点，带提取全部数据后，打开此时的中断进程，然后返回到主程序中，等待下一个指令。如图4.3、4.4分别表示数据采集的中断程序流程图和气体浓度ADC转换流程图。图4.3数据采集的中断程序流程图4.4气体浓度ADC转换流程图5.总结近些年来，我国环境持续恶化，各地均不断陷入雾霾严峻污染的环境，为了提高空气质量远程监测系统，因此本文接受基于GPRS技术的环境温湿度、二氧化碳、二氧化硫等参数的实时监测系统，本文主要进行了如下探讨。首先详细分析了课题的探讨背景及意义，详细分了国内外探讨现状，针对空气质量监测系统进行了整体方案的设计，详细分析了监测系统的工作原理及无线传输方案选择及传输原理，其次对限制质量远程监测系统的硬件及软件方案进行了设计，包含：传感器的选择、时钟系统设计、扩展外部存储器、GPRS无线传输模块以及电源模块等，软件进行了系统初始化及数据采集和处理的流程设计。通过本文进行的空气质量远程监测系统设计，能够良好的解决空气质量监测系统开发周期长，难度大等问题，便于居民实时获得环境各项参数数据。致谢毕业论文暂告收尾，这也意味着我的高校生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时间能于这样的校内之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这四年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，和各位老师、同学和挚友的关切、支持和激励是分不开的。老师的谆谆诱导、同学的相互探讨及家长的支持激励，是我坚持完成论文的强大动力。在此，我要特殊感谢我的导师老师。从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从内容到格式，从标题到标点，他都费尽心血。没有老师的辛勤栽培、孜孜训诲，就没有我论文的顺当完成。感谢各位同学，和他们的沟通使我受益颇多。感谢大家对我的理解、支持、激励和帮助，正是因为有了他们，我所做的一切才更有意义；也正是因为有了他们，我才有了追求进步的志气和信念。时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文确定存在尚未发觉的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感谢！参考文献[1]汪胜辉.基于GPRS的空气质量监测系统设计[D].湖南高校,2008.9[2]文志成.GPRS网络技术[M].北京:电子工业出版社，2005[3]仓彬彬.基于LabVIEW的气象监测系统[D].南京信息工程高校,2011[4]侯国平，王坤，叶齐鑫.LabVIEW7.1编程和虚拟仪器设计[M].北京:清华高校出版社，[5]王磊，陶梅.精通LabVIEW8.0[M].北京:电子工业出版社，2007[6]杨乐平，李海涛，杨磊.LabVIEW程序设计及应用(第2版)[M].北京:电子工业出版社，2005[7]郁波.自动气象站数据传输系统设计[D].南京信息工程高校,2008[8]孙泽文.基于LabVIEW软件的数据采集和分析系统设计[J].电工电气,2010.No.l[9]师宝山，张贵州.气体传感器在多参数气体检测仪中的应用[J].仪表技术和传感器，2007,6:23-25[10]张明丽，杨仁弟.数字温湿度传感器SHT11及其应用[J].工矿自动化，2007,(3):113-114[11]师宝山.基于AT89S51的多参数气体检测仪的研制[J].微计算机信,2007,23,(7-1)附录一检测主程序程序#include<AT89X52.H>//调用外函数//#include<ctype.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<math.h>#include<LCD.h>/**********初始化CPU************/voidinit_cpu()//初始化cPu{EA=1; TR0=1; TR1=1; TMOD=0x11; TH1=0x3c; TL1=0xb0;}/*voidtime1(void)interrupt3using1 {TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256;keyval=P1;}*//初始化CPU结束//voidmain_menu_initial() //LCD主菜单初始化.//{ main1_menu[0].menu_count=4; //有4个菜单项.// main1_menu[0].display=measurearray;//定义一个”起先测量“数组// main1_menu[0].subs=NULL; main1_menu[0].children_menus=measure_menu; //当前菜单子菜单的指针 main1_menu[0].parent_menus=NULL; ……//还有“数据存储”、“时间设置”……//}voidmeasure_menu_initial()//“起先测量”菜单设置//{measure_menu[0].menu_count=2;measure_menu[0].display=qr; //起先测量函数,确认. measure_menu[0].subs=start_measure_function;//起先测量函数 measure_menu[0].children_menus=NULL; measure_menu[0].parent_menus=main1_menu; measure_menu[1].menu_count=2; measure_menu[1].display=qx; //起先测量函数,取消.measure_menu[1].subs=NULL;measure_menu[1].children_menus=NULL; measure_menu[1].parent_menus=main1_menu; }……//还有voidstore_menu_initial()、voidtime_menu_initial()//voidled_menu_pro(){ max_item=menu_led->menu_count; switch(keyval) { case0:break; case1: //向上键. if(user_choosen==0) { user_choosen=max_item; } shuaxin=1; user_choosen--; break; }……//“向上”“向下”“确认”“取消”键//if(shuaxin) //是否须要刷新LCD标记位. {Clr_Scr(); shuaxin=0; } led_menu_show(); }voidled_menu_show() { ucharn; max_item=menu_led->menu_count; if(max_item>=4) //菜单项为3则表示为主菜单. { for(n=0;n<4;n++) {draw_bmp(n*2,20,96,0,menu_led[n].display); } select_item(user_choosen); //标记出当前菜单项. } else { switch(temp_choosen) {case0: draw_bmp(0,20,96,0,measurearray);//“起先测量”数组// break; …… default: break; } for(n=0;n<max_item;n++) { draw_bmp((n+1)*2,20,32,0,menu_led[n].display); } select_item(user_choosen+1); } } voidselect_item(ucharn){ draw_bmp(n*2,2,16,0,curflag);}voidstart_measure_function(void)//起先测量函数//{main_Menu();}……/*主函数*/main(){init_cpu();Init_Clock();init_lcd();Disp_Img(FirstPage);delay(2000);//延时//ClockMsg();Refresh();delay(2500);Clr_Scr();main_Menu();Clr_Scr();main_menu_initial();measure_menu_initial();store_menu_initial();time_menu_initial();communication_menu_initial(); while(1){keyval=get_key(); //读键. led_menu_pro();}}//适当延时防止因为不断查忙而耗费大量CUP资源//主机程序sbitRS=P2^0;//写信号

sbitRWW=P2^1;//写信号

sbitE=P2^2;//使能信号

#definee1E=1

#definers1RS=1

#definee0E=0

#definers0RS=0

#definePPP0

//延时函数ms

void_delay_ms(uintt)

{

uinti,j;

for(i=0;i<t;i++)

for(j=0;j<120;j++);

}

//延时函数us

void_delay_us(uchart)

{

while(t>0)t--;

}

//写1602限制字

voidlcd1602_writecrtl(uchardat)

{

rs0;//写信号置0

_delay_us(5);

PP=dat;

e1;//使能信号置1

_delay_us(5);

e0;//使能信号置0

}

//写1602数据

voidlcd1602_writenumber(uchardat)

{

rs1;//写信号置1

_delay_us(5);

PP=dat;

e1;//使能信号置1

_delay_us(5);

e0;//使能信号置0

}

//1602初始化

voidlcd1602_init()

{RWW=0;

lcd1602_writecrtl(0x38);//显示模式

lcd1602_writecrtl(0x06);//显示光标移动位置

lcd1602_writecrtl(0x0c);//显示开及光标设置

lcd1602_writecrtl(0x01);//显示清屏

}

//显示地址

voidlcd1602_adr(uchardat)

{

lcd1602_writecrtl(0x80|dat);

}

//行显示-

voidLCD1602_string(ucharhang,ucharlie,ucharconst*p)

{

uchara;

if(hang==1)a=0x00;

if(hang==2)a=0x40;

a=a+lie-1;

lcd1602_adr(a);

while(1)

{

if(*p=='\0')break;

lcd1602_writenumber(*p);

p++;

}

从机程序sbitCS=P1^2;

sbitClk=P1^0;

sbitDATI=P1^1;

sbitDATO=P1^1;

uintdat=0x00;//AD值

//AD转换子程序

uintadc0832A(unsignedcharCH)

{

uchari,test,adval;

adval=0x00;

test=0x00;

//初始化

Clk=0;

DATI=1;

_nop_();_nop_();

CS=0;

_nop_();

Clk=1;

_nop_();_nop_();

//通道选择

if(CH==0x00)

{

Clk=0;

DATI=1;//通道0的第一位

_nop_();

Clk=1;

_nop_();_nop_();

Clk=0;

DATI=0;//通道0的其次位

_nop_();_nop_();

Clk=1;

_nop_();

}

else

{

Clk=0;

DATI=1;//通道1的第一位

_nop_();_nop_();

Clk=1;

_nop_();_nop_();

Clk=0;

DATI=1;//通道1的其次位

_nop_();

Clk=1;

_nop_();

}

Clk=0;_nop_();

DATI=1;

for(i=0;i<8;i++)//读取前8位的值

{

_nop_();

adval<<=1;

Clk=1;

_nop_();_nop_();

Clk=0;_nop_();

if(DATO)

adval|=0x01;

else

adval|=0x00;

}

for(i=0;i<8;i++