【传感器原理及应用实践报告：基于WIFI的物联网温湿度传感器设计】

《传感器原理及应用》实践报告姓名专业物联网工程考期考籍号身份证号码设计题目：基于WIFI的物联网温湿度传感器设计所用硬件设备：单片机STC89STC89C51，无线ESP8266模组，温度传感器DHT11实验目的要求：熟悉传感器原理；掌握使用单片机获取传感器数据的流程、方法。实验内容与实验心得1．设计简介温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。.2．传感器原理及其说明DHT11是美国DALLAS公司推出的智能化数字式温度传感器，全部传感组件及转换电路集成在一个三极管的集成电路中。信息经过单线接口送入DSl8B20或从DSl8B20送出，因此从中央处理器到DHT11仅需连接一条线。读，写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。DHT11支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10～+85℃范围内，精度为±0.5℃。现场温度直接以“单总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。DHT11温度传感器外观图和引脚图如图1所示，三个管脚定义如下：图1DHT11外观和引脚图①图1DHT11外观和引脚图②引脚2数字信号输入/输出；③引脚3接高电平5V高电平。1）.特征：（1）独特的单线接口。只需1个接口引脚即可通信（2）多个能力使分布式温度检测应用得以简化（3）不需要外部组件（4）可用数据线供电（5）不需备份电源（6）测温范围从-55℃～+125℃，增量值为0.5℃（7）以9位数字值方式读出温度（8）用户可定义的，非易失性的温度告警设置（9）告警搜索命令识别和寻址温度在编定的极限之外的器件。2）.引脚定义：（1）DQ为数字信号输入/输出端；（2）GND为电源地；（3）VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。3．所选用的单片机系统结构、特点描述，及与传感器的电路连接单片机最小系统的设计主要有五个部分组成，电源电路，复位电路，晶振电路，串口电路和控制主体的STC89STC89C51单片机。电源电路由一个六脚的按键开关，一个1K的电阻，一个10uF的极性电容和一个显示电路供电状态的发光二极管组成。开关为了适应各种情况下能够方便供电，开关外接有一个USB接口和一个DC-5V的标准电源接口作为供电设备使用。除此之外还设计了一个外接电源接口。电源电路如图2所示。图2电源电路最小系统的主体STC89STC89C51如图3所示：图3STC89STC89C51管脚接线图4无线收发模块ESP8266是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个ESP8266网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个ESP8266网络还可以与现有的其它的各种网络连接。4．数据读取功能的详细实现本实验主要的程序分为以下几大部分，程序的流程图如下所示：控制控制单片机STC89STC89C51共阳极数码管控控制控控制控制第一模块ESP8266无线发送模块共阳极ESP8266无线发送模块共阳极数码管DHT11温度传感器温度采集温度显示发送温度数据控制单片机STC89控制单片机STC89STC89C51ESP8266无线接收模块接收温度数据第二模块上位机显示 上位机显示图4系统框图开开始液晶显示初始化显示接收数据接收是否正确数据解码处理开开始延时1S编码值发送4遍读取温度湿度数据编码 N Y图5监测点程序流程图图6监测终端程序流程图6．总结总的来说，本系统在现今工业控制领域中还广泛使用中，在以后的道路中还将继续扮演着其角色。在当