無線溫濕度檢測設計

（九江學院 電子工程學院，江西 九江 332005）

（九江學院 電子工程學院，江西 九江 332005）

本設計是以stc12c5A602單片機為主控，DHT11為溫濕度傳感器，采用LCD12864顯示單元，并用NRF2401為無線發(fā)送和接收裝置，外加一個遙控器和按鍵為人機交互，綜合這幾個模塊實現(xiàn)溫濕度采集，顯示，無線發(fā)送，及報警于一體的綜合系統(tǒng)。

溫濕度測量；無線傳輸；單片機；液晶顯示

1 系統(tǒng)的總體設計圖

本系統(tǒng)由兩部分組成即發(fā)射和接收部分。發(fā)射部分主要負責數(shù)據(jù)的采集分析，通過NRF2401發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去 ，接收模塊主要接收發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)是否在合理的范圍，再進行處理是否執(zhí)行報警模塊，顯示模塊發(fā)送部分用1602液晶，接收部分用12864液晶。系統(tǒng)框圖如圖1和圖2所示。

圖1 發(fā)送模塊系統(tǒng)框圖

圖2 接收模塊系統(tǒng)框圖

在系統(tǒng)正常運行時，溫濕度傳感器檢測環(huán)境中的溫度和濕度并將其轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字信號，單片機將其轉(zhuǎn)換為相應的溫濕度值，通過對比校驗位檢測數(shù)據(jù)是否為正確的返回值。校驗正確后將數(shù)據(jù)送LCD1602顯示并將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收模塊 ，單片機還需掃描遙控器檢測程序，當檢測到有按鍵按下時執(zhí)行不同的子程序。

2 主要模塊設計

（1）按鍵設計。本次設計用到三個按鍵，分別接到P2.3，P2.4，P2.2，另外端接地。

（2）報警電路。該模塊主要由一個PNP三極管和一個蜂鳴器組成，當所采集的數(shù)據(jù)不在設定值范圍時將P2.6端口置為低電平，三極管導通，蜂鳴器報警，當數(shù)據(jù)在設定值范圍時P2.6端口置為高電平，三極管截止，蜂鳴器停止報警。

（3）溫濕度傳感器電路。該模塊只有四個端口，分別為VDD接+5V，VSS接地 NC為懸空腳，DATA為數(shù)據(jù)線，單片機就通過這個端口實現(xiàn)單總線通信。電源和地之間接一個104電容去除高頻信號。

（4）紅外遙控接收電路。遙控器采用TC9012編碼遙控器，紅外接收采用HS0038接收頭，該模塊共三個引腳，只有一個管腳通過一個二極管與單片機的P3.2即中斷連接，電源和地之間加一個103電容去除干擾。具體電路圖見圖3。

圖3 紅外接收電路

（5）NRF2401無線模塊電路。NRF24L01一共為20個引腳，其中有六個管腳是用來與單片機采用SPI總線通信的，另該模塊需外加一個16M的晶振為其產(chǎn)生載波信號，模塊加上電源共有8個引腳引出。

3 硬件的調(diào)試

要獲得不同溫濕度值就得先準備一些材料，可以事先準備一個烙鐵和一團紙巾沾點水在上面，和一個室溫計為參考標準，由于條件限制沒有一個更精確的濕度較正裝置，只能看到顯示得出變化。

當要給傳感器加熱是可以將烙鐵靠近傳感器，當要增加濕度是可以先用濕紙巾靠近傳感器并輕輕吹氣，即可以看到傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送變化，當有溫度或者濕度超過設置的閥值是可以聽到蜂鳴器開始報警，當?shù)陀谠O定值是蜂鳴器停止報警。

利用遙控器對準接收頭，按下按鍵可以看到12864上的第一行顯示該按鍵的鍵值，并但按下設定鍵是可以看到相應的設定值的變化，當開始報警時，按下報警控制按鈕可以關(guān)閉報警，再次按下時報警再次打開。

綜上所述，系統(tǒng)所有功能全部實現(xiàn)，并且穩(wěn)定，達到設計初期目標。

4 總結(jié)

該設計是基于NRF24L01的無線溫濕度檢測實驗，采用DTH11模塊作為溫濕度采集傳感器，該傳感器只需簡單的電路就可以以單片機實現(xiàn)連接，并且數(shù)據(jù)之間采用的是單總線進行通信即只需一個I/O口就可以了，傳感器將內(nèi)部濕度和溫度數(shù)據(jù)共40位的數(shù)據(jù)（16位溫度，16位濕度外加八位校驗）一次性傳給單片機，數(shù)據(jù)采用與校驗位比對，大大提高數(shù)據(jù)的準確性。

[1]王東鋒,王會良,董冠強.單片機C語言應用100例[M].北京：電子工業(yè)出版社,2009.

[2]何希才,薛永毅.傳感器及其應用實例[M].北京：機械工業(yè)出版社,2004.

[3]呂俊芳，錢政，袁梅.傳感器接口與檢測儀器電路[M].北京：國防工業(yè)出版社,2009.

[4]鄧明,唐杰等.51單片機編程基礎(chǔ)與開發(fā)實例詳解[M].北京：人民郵電出版社,2008.

[5] Simon Haykin,Machael Moher，鄭寶玉.現(xiàn)代無線通信[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.

無線溫濕度檢測設計

盧 婷

盧婷（1982—），女，江西九江人，講師，碩士，主要從事EDA技術(shù)、電子技術(shù)研究和教學。