無線溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動化電氣工程與自動化無線溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計無線溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計摘要：隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，環(huán)境的監(jiān)測在各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時，無線傳感網(wǎng)絡(luò)也在傳感器的進(jìn)步下顯得更加實用化。針對分散節(jié)點溫濕度的檢測，設(shè)計一種基于單片機(jī)的無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。該設(shè)計采用C8051F330單片機(jī)為核心的控制器，以溫濕度傳感器HU10S、無線收發(fā)模塊nRF24L01、串行通信模塊為輔助，完成對溫濕度的實時監(jiān)測

2、。關(guān)鍵詞：監(jiān)測系統(tǒng)；無線；溫濕度測量；近年來，隨著傳感器、計算機(jī)、無線通信及微電機(jī)等技術(shù)的發(fā)展和相互融合，產(chǎn)生了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[1]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是目前國內(nèi)外的研究熱點具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。但是傳感器網(wǎng)絡(luò)要實現(xiàn)實用化還有許多基礎(chǔ)性問題和關(guān)鍵部件需要解決。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實用化離不開傳感器技術(shù)的進(jìn)步。而目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的的主要領(lǐng)域有這么幾個方向：軍事應(yīng)用、環(huán)境應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用、建筑及城市管理和公共安全與反恐。例如美國Crossbow公

3、司2005年第四季開展了一項利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對狙擊者進(jìn)行定位的課題。預(yù)先在傳感器節(jié)點上布設(shè)聽覺感覺器根據(jù)狙擊時聲響傳到不同傳感器節(jié)點的時間差對狙擊點進(jìn)行聯(lián)合定位[2]。這類傳感器可以在大型集會前提前布置不需長時間待機(jī)而目前的技術(shù)足以滿足傳感器在體積方面的需求。在我國，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用很多但主要集中于測量空氣溫濕度缺乏對于如土壤溫濕度、CO2濃度的研究這將是今后進(jìn)行的一個重要方向。無線傳感器作為傳感器發(fā)展的一個新的方向越來

4、越受到重視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為無線傳感器的應(yīng)用隨著技術(shù)的發(fā)展、完善和成熟將更加趨于實用在特殊領(lǐng)域它有著傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢同時也必將開辟出不少新穎而有價值的商業(yè)應(yīng)用。用于檢測溫濕度的無線系統(tǒng)，具有簡便、可靠的特點，具有可擴(kuò)充性并且成本較低，是本系統(tǒng)的最大的意義。針對不同的地點，可以將其稍作變動，就可以達(dá)到不同的效果。如在家庭中，還可以用于檢測天然氣是否有泄漏、是否有人進(jìn)入家中行竊。又如實驗室中，則可以改為檢測實驗室內(nèi)的有無煙霧等。溫濕度

5、的測量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大棚管理，倉庫糧食存儲管理，生產(chǎn)制造行業(yè)，氣象觀測，恒溫恒濕的空調(diào)房科研及日常生活中被廣泛應(yīng)用?？梢哉f溫濕度是影響日常的生產(chǎn)生活以及科研的一個很重要的因素。目前我國許多領(lǐng)域例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等仍采用測溫儀器與人工抄錄、管理結(jié)合的傳統(tǒng)方法，這不僅效率低，而且會由于判斷失誤和管理不力造成很多嚴(yán)重?fù)p失。本系統(tǒng)利用傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在C8051F330單片機(jī)中對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并同時使用測量的濾波器輸出值。濾波效果主要取決于采樣次數(shù)

6、N，N越大，濾波效果越好，但系統(tǒng)的靈敏度要下降。因此這種方法只適用于慢變信號?；瑒悠骄鶠V波法把N個測量數(shù)據(jù)看成一個隊列，隊列的長度固定為N，每進(jìn)行一次新的采樣，把測量結(jié)果放入隊尾，而去掉原來隊首的一個數(shù)據(jù)，這樣在隊列中始終有N個“最新”的數(shù)據(jù)。這種濾波方法平滑度高，靈敏度低；但對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用差。實際應(yīng)用時，通過觀察不同N值下滑動平均的輸出響應(yīng)來選取N值以便少占用計算機(jī)時間，又能達(dá)到最好的濾波效果。在實際應(yīng)用中，有時既要

7、消除大幅度的脈沖干擾，有要做數(shù)據(jù)平滑。因此常把前面介紹的兩種以上的方法結(jié)合起來使用，形成復(fù)合濾波。先用中值濾波算法濾除采樣值中的脈沖性干擾，然后把剩余的各采樣值進(jìn)行平均濾波。連續(xù)采樣N次，剔除其最大值和最小值，再求余下N－2個采樣的平均值。顯然，這種方法既能抑制隨機(jī)干擾，又能濾除明顯的脈沖干擾，這種方法可以稱為去極值平均濾波算法。上位機(jī)的編程軟件有VisualBasic，其程序開發(fā)周期短。VisualBasic自帶MScomm控件，并且

8、能夠方便的作圖，把接收到的數(shù)據(jù)用曲線直觀的顯示，實現(xiàn)上位機(jī)數(shù)據(jù)的匯總與顯示[6]。該系統(tǒng)采用了面向低功耗系統(tǒng)的C8051F330單片機(jī)作為控制芯片，低功耗芯片nRF24L01作為無線傳輸模塊，HU10S溫濕度傳感器構(gòu)成了無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。其能持續(xù)監(jiān)測并記錄數(shù)據(jù)，一旦溫度或濕度有超出正指定范圍便發(fā)出警報。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植中，本系統(tǒng)有著重要的作用，例如溫室栽培中，溫度與濕度是兩個重要的測量和分析指標(biāo)，必須實時進(jìn)行監(jiān)測。本系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、使

9、用方便、低功耗等優(yōu)點，可以廣泛使用于需要多點溫濕度監(jiān)測的場合。參考文獻(xiàn)：[1]陳丹，鄭增威，李際軍.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J].計算機(jī)測量與控制，2004，12，701~704.[2]何寧，王漫，方昀，劉賜平，裴俊.面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳感器技術(shù)綜述[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007，9，92[3]馬忠梅籍順心張凱馬巖單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第四版)北京航空航天大學(xué)出版社2007[4]閻石，清華大學(xué)電子學(xué)教研組數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)

10、（第四版）高等教育出版社2005[5]常建生檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)（第三版）機(jī)械工業(yè)出版社2005[6]寧愛軍VisualBasic程序設(shè)計教程人民郵電出版社2009[7]陳錫輝，張銀鴻LabVIEW8.20程序設(shè)計從入門到精通清華大學(xué)出版社2007[8]JamesF.KuroseKeithW.RossCOMPUTERWKINGATopDownApproachFeaturingtheInter(ThirdEdition)HigherEducat