基于单片机的物联网网关

基于单片机的温室控制一:模块化分类根据系统的实际应用需要，可分为以下几个模块：工作流程及原理：本系统可以通过上位机来设定监测环境的初始值范围。温度与湿度检测电路将检测到的温湿度信息通过转换电路传递给下位机，将检测的数据送显，同时将此数据存储到单片机存储器中，并上传到上位机显示与保存，以备查看。若上位机处于待机状态，可以通过数据存储模块将数据线存储起来，过后上位机可以单独读取数据存储模块内存储的数据。此时下位机比较检测环境数据与初始设定的数据值，当数据比较不在预设值范围时可以促使相应的控制模块工作。二：下位机系统设计控制器采用51系列单片机2.1温度采集模块设计采用DS18B20,具有三个引脚，温度转换结果的位数可由软件编程确定。多个DS18B20可以并联，CPU只需一根端口线就能与多个DSl8B20通信。根据传感器的通信协议，AT89S51控制DS18B20完成温度的转换过程需要经过以下几个步骤：读写前都需要对传感器进行复位；复位后，执行ROM指令；

执行RAM指令注：有具体的ROM/RAM指令表，进行读写编程时，必须严格保证读写时序。接口实现电路DS18B20VIVCCDQGND+5VTU13938373635343332301514工作流程如下：在得到总线上DS18B20VIVCCDQGND+5VTU13938373635343332301514工作流程如下：在得到总线上DS18B20DS18B20进行温度转换，并通过单总线读取它的测温分三步进行：①②③③P00pion1P01PIDTP02P12P03P13P04P14P05P15P06P16P07P17ALET-P20PSENP21P22P23T1P24TOP25的序列号之后，单片机总线上DS18B20的数值,系统通过反复操作，搜索DS18B20J当有检测信号时，启动A/D变换，读取温度值；实现下位机与上位机数据通信，将检代码略）序列号即寻址；D/P3.0

用以将模拟量转换为数INT0/P3.2INT1/P3.31234I2125~^6~就可以控制总线上的该数值即为温度值。10测的温度送至上位机。具体流程和主代码（子WRRD/P3.7WRRD/P3.72.2湿度采集模块设计2.2湿度采集模块设计AT89S51采用HS11O1,它内部的湿敏元件为湿敏电容。HSll01的内部结构为电容原件，它的电容量随着所测湿度的增大而增大。电容的变化量是一个模拟量，首先应把模拟量进行转化，以便能够传送给控制器。借助555定时器电路产生特定频率的方波信号，此方波信号与电容值的变化呈反比关系，可直接传递给控制器。电路如图所示LfoC555O.Olu_0F1—r——RSTTHRCVOLTLfoC555O.Olu_0F1—r——RSTTHRCVOLTTRIGVCCDISC49.9kR4制器连接时选用了TLC0834500k由于本系统中湿度传感器为模拟量传感器，因此作为了A/D转换接口，湿制器连接时选用了TLC0834500kGND

7P1.0vccPl.lPO.OPl.2P0.17P1.0vccPl.lPO.OPl.2P0.1Pl.3P0.2Pl.4P0.3Pl.5P0.4Pl.6P0.5Pl.7P0.6RSTATDP0.7P3.0/RXDEA/VppP3.1/TXDALE/PROGP3.2/INT0PSENP3.3/INT1P2.7P3.4/T0P2.6P3.5/T1P2.5PM6/WRP2.4P3.7/WRP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1vssP2.03938373635343332313029132827jt102612252GNDVDDTXDDISCOUTTHRRESETCVOLTDIck2cklDOckOckksdfHS1101在测温时，由于自身的特征，存在2个需要注意的问题：①非线性。②温漂2.3显示模块设计1602液晶显示器做为输出显示。602液晶显示器采用5V电压驱动，带背光，同时可以显示两行内容，每行最多显示16个字符，它内置了ASCII的标准字符集，但是没有汉字编码，无法显示。只能用英文字符代替。比如显示“温度”，只能用“temperature”。LCD1602液晶的工作流程如下：根据RS信号，“1”为写数据，“0”为写指令，其中写的数据就是需要显接口电路如图示的内容；写命令就是是光标闪动、显示等操作。读/写控制端设置为低电平，写操作有效。向数据线传送数据或命令。使能端为“1”，表示完成写操作。接口电路为：

2.4电源电路7812提供12V。7805提供5V。2.5单片机复位电路复位是使单片机或系统中的其他部分处于初始状态，初始化后程序计数器PC为0000H,程序从0000H地址单元开始执行。如果程序运行时出错或操作错误使系统处于死锁状态时，可通过按键复位重新启动。复位操作有两种基本形式上电自动复位和按键电平复位。下图为按键电平复位电路。所以需要扩展片外存储器。所以需要扩展片外存储器。面俩电路图分别是扩展程序存储器和数据存储器。A0VCCAlHOLDA2SCLGNDSDAA0VCCAlHOLDA2SCLGNDSDAR2415K112：2>|_JK-YC,I812MIP1.0VCCP1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST/VPDP0.7P3.0/RXDEA/VppP3.1/TXDALEZPROGP3.2/INT0PSENP3.3/INT1P2.7P3.4/T0P2.6P3.5/T1P2.5P3.6/WRP2.4P3.7AVRP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.0ATS895139383736353433323130292827262524232221ATS8951ATS89512223242526272829303132332223242526272829303132333435363738394021P2.0vssP2.1天TALIP2.2XTAL2P2.3P3.7/WRP2.4P3.6/WRP2.5P3.5/T1P2.6P3.4/T0P2.7P3.3/INT1PSENP3.2/TNT0ALEZPR0GP3.1/TXDEA/VppP3.0/RXDP0.7RST/VPDP0.6Pl.7P0.5Pl.6P0.4Pl.5P0.3Pl.4P0.2Pl.3P0.1Pl.2P0.0Pl.lVCCP1.02T19181716151413121110987654320VCC-XR210KR310KR1MMC2.7串口输出模块现在市面上的无线收发模块，都已经进行了封装设计（集成了单片机控制和无线编码），跟单片机直接通过异步串行口连接就可以，其无线工作方式由