基于DS18B20、HS11011温湿度检测系统论文（无线传输） - 图文

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Changsha aeronautical vocational technical college

毕业论文

题目：粮仓温湿度检测系统

姓 名：xxxx 班 级：电子0902 学 号：xxxx 指导老师：xxxx

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摘要

此粮仓温度系统是由从机、主机构成，从机是由温度传感器DS18B20、HS11011湿度传感器、液晶显示屏1602、无线NRF24L01发送模块构成；主机是由NRF24L01接受模块、液晶显示屏1602构成。

从机单片机AT89S52对温度湿度分别测量并通过液晶显示屏1602进行显示然后经无线传输模块上传给主机由液晶显示屏显示。 温度传感器DS18B20是单线式，体积超小，硬件开消超低，抗干扰能力强，精度高，附加功能强的理想单片机温度传感器，可实时根据指令给出温度数据，可读性高。HS1101是电容式空气湿度传感器，在不同的湿度环境下呈现出不同的电容值，0%～100%RH湿度范围内，电容从162PF变化到200PF，误差误差为2%RH。可见其精度非常高，为了反映出其电容的变化，本系统采用555多谐震荡电路产生不同的频率，用于检测湿度。单片机采集到两个传感器给出的数据进行处理与计算，得出当前的温度与湿度并送给液晶屏显示。本系统还可以实现无线数据采集，不需过长的连接线，安放范围可以扩大，并具有可读性高，稳定性高，反应速度快，测量值准确的特点。

关键词：温湿度测量 精度高 速度快 体积小

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Barn temperature and humidity detection system

Abstract

The barn temperature system is made from a machine, host, from the machine is the temperature sensor DS18B20, HS11011 humidity sensor, LCD display screen 1602, wireless NRF24L01 send module; Host is by NRF24L01 accept module, LCD display screen 1602 form.

From the machine monolithic integrated circuit AT89S52 to temperature humidity measurement and liquid crystal display (LCD) respectively by 1602 show then by wireless transmission on the module to host the LCD screen display. Temperature sensor DS18B20 is wired type, volume exceeds small, hardware cost low, strong anti-interference ability, high precision, additional the strong function of ideal single-chip microcomputer temperature sensor, can according to the instructions given real-time temperature data, readable. HS1101 is capacitive air humidity sensor, in different humidity presents different capacitance value, 0% ~ 100% RH humidity range, capacitance change to 200PF from 162 PF , error error is 2% RH. We can see its precision is very high, in order to reflect the change of capacitance, the system USES more than 555 harmonic

concussion circuit produce different frequency, used in the detection of humidity. SCM acquisition to two sensor data released for handling and calculated, the current temperature and humidity and gave the display on the LCD panel. The system also can realize the wireless data acquisition, do not need a long links, put range can expand, and have high readability, high stability, reaction speed, the characteristics of the accurate measurements.

Keywords: temperature and humidity measurement precision is high speed and small volume

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目录

摘要 .............................................................. 2 Abstract ........................................................... 3 第一章 绪论 ........................................................ 5 1.1 选题背景 ...................................................... 5 1.2设计目标 ...................................................... 5 1.2.1基本功能 .................................................... 5 1.2.2主要技术参数 ................................................ 5 第二章 设计方案及论证 .............................................. 5 2.1 总体方案设计 .................................................. 5 2.2 系统主要单元的选择与论证 ...................................... 6 2.2.1单片机控制模块的选择论证 .................................... 6 2.2.2温度湿度检测模块的选择与论证 ................................ 6 2.2.3显示模块的选择与论证 ........................................ 6 2.2.4无线通信模块的选择与论证 .................................... 7 第三章 理论分析及计算 .............................................. 7 3.1 HS1101的湿度测量方法分析 ..................................... 7 3.1.1 HS1101的湿度测量计算 ....................................... 7 第四章 系统电路设计 ................................................ 8 4.1单片机主控电路设计 ............................................ 8 4.2 DS18B20温度检测模块和HS1101湿度检测模块电路设计 ............. 9 4.2.1 HS1101湿度检测传感器工作原理 ............................... 9 4.2.2 DS18B20温度检测传感器工作原理 .............................. 9 4.3 报警电路设计 ................................................. 10 4.3.1蜂鸣器电路原理 ............................................. 10 4.4 1602液晶显示模块电路设计 .................................... 10 4.5 NRF24L01无线模块电路设计 .................................... 11 第五章 系统软件设计 ............................................... 13 5.1 软件设计流程图 ............................................... 13 5.2 软件设计分析 ................................................. 17 5.3 程序源代码：见附录1 ......................................... 17 第六章 系统测试 ................................................... 17 6.1主要指标测试 ................................................. 17 6.2测试结果分析 ................................................. 17 6.3从机仿真结果 ................................................. 17 第七章 结论 ....................................................... 18 致谢............................................................... 19 参考文献 .......................................................... 20 附录一............................................................. 21 附录二............................................................. 42

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第一章 绪论

1.1 选题背景

近几年据海关统计结果显示，我国粮食进出口同比均呈下降趋势，我国粮食供求开始进入紧平衡阶段。在粮食供给能力逐渐弱化的情况下，我们必须注意到贮存粮食的科学性和有效性。贮粮仓库的现代管理也是当前粮食系统改造的重大项目之一。而在粮仓管理过程当中，最重要的是控制仓内的温度和湿度，温湿度会直接影响粮食的贮存量。而温湿度检测传统的方法是用与湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的场所进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大，因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度监测系统。

1.2设计目标

1.2.1基本功能

1.能对某一粮仓内的多处温湿度进行检测并集中显示。要求能检测

50*50*50M3大小粮仓的温湿度，采用无线方式传送集中显示。 2.精度高、系统稳定 1.2.2主要技术参数

温度检测范围： -10℃-+50℃ 测量精度： ?0.1℃ 湿度检测范围： 0-100%RH 检测精度：?5%RH

显示方式：主机：液晶显示屏1602 从机：液晶显示屏1602 报警方式： 三极管驱动的蜂鸣音报警

第二章 设计方案及论证

2.1 总体方案设计

经分析，此粮仓温度系统将分为从机和主机两部分，而从机又分为三部分，一是由温湿度传感器组成的检测部分，二是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分，三是由无线NRF24L01发送模块通信部分；而主机又分为两个部分， 一是由单片机和1602液晶组成的主控与显示部分，二是由无线NRF24L01发送模块通信部分。如下图所示从机DS18B20和HS1101湿度检测电路将检测到的数送到单片机，单片机对接收到的数据进行处理并送到1602显示，并通过无线NRF24L01发送模块补数据传送给主机显示。5V稳压电源给各个部分供电。

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温度检测程序流程: 湿度检测流程图:

初始化 初始化是否成 是 从18B20读字节 向18B20写字节 读取温度 显示温度 开始 开定时T0，T1 开始 否 是否计满1S 是 关闭T0并根据频率算出湿度 否

显示湿度

LCD1602程序：

开始 初始化写显示地址写显示数据结束

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5.2 软件设计分析

从机主程序进行键盘扫描，单片机根据判断键盘那个键按下，显示温度或湿度。如果key1键按下就调用温度检测程序，单片机对18B20进行初始化，成功则读字节，再写入字节，读取温度数据送到1602显示也同时通过NRF24L01无线模块把数据上传给主机并通过1602液晶显示。如果key2键按下，就调用湿度显示程序，开启定时中断T0、T1，T0进行定时，T1对湿度电路给的频率计数，当计满1S时关闭T1，单片机对计的数进行运算，的出湿度值，送往液晶显示也同时通过NRF24L01无线模块把数据上传给主机并通过1602液晶显示。

5.3 程序源代码：见附录1

第六章 系统测试

6.1主要指标测试

本系统主要指标就在于所测得的温湿度的数据是否达到了题目要求，本

系统测量范围为-10-50℃，湿度为0-100%；温度测量误差为0.1℃，湿度测量误差为2%；并能检测50*50*50M3大小粮仓的温湿度，通过NRF24L01无线模块上传给主机并集中显示其温度和湿度。

6.2测试结果分析

通过测试，与标准仪器所测得的温湿度相比较，可得系统的误差为信号传

输过程中可能存在误码，及误判。

6.3从机仿真结果

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第七章 结论

本粮仓温度检测系统设计制作基本上达到了题目要求的技术指标，温度测量范围为-10-50℃，湿度为0-100%；温度测量误差为0.1℃，湿度测量误差为3%；实现了量程自动转换功能；可无线传输并集中显示。

毕业设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。 回顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机C语言掌握得不好??通过这次毕业设计之后，重新温故学过的知识，尽力学好技能，做一名合格的大学生。

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致谢

毕业设计的完成也就证明了我的大学生涯即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活——工作。在此，我衷心地感谢所有在我做毕业设计期间帮助过我的人。

首先我要感谢各位老师的大力帮助和支持。在整个设计过程当中，为我的毕业设计带来了很大方便。同时在我完成毕业设计的过程中提供了很多指导性的意见，使我受益匪浅。在此，我衷心感谢老师们给予我的帮助和教育。

在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。祝愿母校的将来更美好！

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参考文献

（1） 康华光等.电子技术基础[M]. 北京：高等教育出版社

（2） 彭介华.电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社

（3） 郭天祥.新概念51单片机C语言教程：入门、提高、开发、拓展全攻略

[M].电子工业出版社，2009.

（3） 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛制作实训[M]．北京：北京航空航天大

学出版社，2007

（4） 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛系统设计[M]．北京：北京航空航天大

学出版社，2006

（5） 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大

学出版社，2007

（6） 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计[M]．北京：北京航空航天大

学出版社，2006

（7） 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛 常用电路模块制作[M]．北京：北京

航空航天大学出版社，2010

（8） 黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M]．北

京：电子工业出版社，2007

（9） 黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践[M]．北京：电子工业出版社，

2009

（10） 高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，

2002

（11） 吴运昌.模拟集成电路原理与应用[M]．广州：华南理工大学出版社，2001

年

（12） 谭博学等. 集成电路原理及应用[M]．北京：电子工业出版社，2003 （13） 魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用[M]．北京：人民邮电

出版社，1993

（14） xxxx.单片机应用与实践项目化教程.北京：化学工业出版社.2010.06 （15） 各种网络教程及其他

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/mohf.html