基于單片機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備無線溫度濕度測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2014-10-09 14:55
【摘要】 環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備和高溫高壓滅菌裝置是保證產(chǎn)品質(zhì)量以及人民健康免受病菌侵害不可或缺的試驗(yàn)設(shè)備。因此對(duì)該類試驗(yàn)設(shè)備及其溫度、濕度測量的準(zhǔn)確性檢驗(yàn)驗(yàn)證，就愈顯重要。準(zhǔn)確的獲得溫度濕度信息具有很重要的意義。我國GMP(國際上對(duì)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的通稱)、世界衛(wèi)生組織GMP以及歐盟現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)EN554明確規(guī)定，必須對(duì)干熱及濕熱滅菌設(shè)備進(jìn)行滅菌溫度和時(shí)間的驗(yàn)證。為此國際標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)專門設(shè)立了“國際消毒委員會(huì)”和“國際醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)”。近年來，我國政府也將制藥設(shè)備管理、醫(yī)療器械的質(zhì)量控制以及醫(yī)療衛(wèi)生計(jì)量檢測工作列為重點(diǎn)發(fā)展的工作。針對(duì)此現(xiàn)狀，現(xiàn)普遍應(yīng)用的一些傳統(tǒng)的計(jì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)儀器將無法滿足驗(yàn)證要求，該類設(shè)備更多的是依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)，無法準(zhǔn)確給出最具說服力的數(shù)據(jù)。而采用現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)的無線傳輸存儲(chǔ)、采集智能化，通過曲線、數(shù)字、報(bào)表真實(shí)記錄物理參數(shù)（溫度、濕度等）的達(dá)到時(shí)間和持續(xù)時(shí)間的“溫度、濕度無線檢測裝置”，真正做到了直觀檢測驗(yàn)證和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。本設(shè)計(jì)的控制核心是MSP430單片機(jī)，利用溫度濕度傳感器把多個(gè)溫度濕度測量節(jié)點(diǎn)使用單總線和單片機(jī)相連形成分布式的系統(tǒng)。控制器通過溫度濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測各節(jié)點(diǎn)的溫度濕度變化，經(jīng)nRF24L01數(shù)傳模塊進(jìn)行接受和發(fā)送。通過串口將檢測到的溫度信息回饋到PC機(jī)，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程檢測。
第 1 章 緒論
1.1 引言
眾所周知，物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。目前世界上有多個(gè)國家花巨資深入研究探索“物聯(lián)網(wǎng)”，其中，中國與德國、美國、英國等國家一起，成為國際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國之一。
物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換并通信。通過智能感知、識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中，利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、產(chǎn)業(yè)化、智能化和遠(yuǎn)程管理及控制等功能。因此，被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
在物聯(lián)網(wǎng)中，無線通信技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快，應(yīng)用最廣，同時(shí)出現(xiàn)了集成化、操作簡單的特點(diǎn)，以及低功耗的趨勢等各個(gè)優(yōu)勢，因此，大量的無線通信模塊已經(jīng)不斷地推陳出新，被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。其中，大多數(shù)的無線通信模塊是由微控制器和集成射頻芯片構(gòu)成的。
在無線通信技術(shù)中，有一項(xiàng)很重要的應(yīng)用，就是無線測量溫濕度技術(shù)。眾所周知，溫濕度與我們的生活息息相關(guān)、密不可分。例如，產(chǎn)品的質(zhì)量，儀器、半導(dǎo)體器件等，都需要對(duì)溫濕度進(jìn)行必要的限制。因此，適時(shí)地對(duì)溫濕度進(jìn)行測量控制具有重大意義，也是十分必要的。
傳統(tǒng)的溫濕度測量方法都是采用布線式來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，這種測量方法不僅給大范圍與異地多點(diǎn)測量帶來不便，同時(shí)具有布線成本高、線路榮譽(yù)復(fù)雜以及老化等問題，十分不利于各方面的生產(chǎn)生活。這些問題亟待解決，高效的實(shí)現(xiàn)無線測溫濕度測量勢在必行，由此，無線溫濕度測量系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
由此可見，多點(diǎn)無線溫濕度測量系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用，隨著當(dāng)今無線通信技術(shù)的發(fā)展以及各個(gè)無線通信模塊的普及，越來越多的場合需要保證精準(zhǔn)的溫濕度測量數(shù)據(jù)。因此，如何準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)無線溫度濕度測量具有十分重要的意義。這首先需要利用傳感器等無線模塊對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、發(fā)送，然后將處理好的數(shù)據(jù)送給單片機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測量控制溫濕度數(shù)據(jù)的目的，同時(shí)檢測周邊設(shè)備的運(yùn)行情況，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，盡可能的減少不必要的開支浪費(fèi)。
無線溫濕度測量系統(tǒng)的通信原理十分簡單，大多數(shù)無線溫濕度測量系統(tǒng)都是利用單片機(jī)進(jìn)行通信，一般采用串行口通信方式。多點(diǎn)無線測量溫濕度系統(tǒng)是利用上位機(jī)與下位機(jī)實(shí)現(xiàn)一對(duì)多通信，一次實(shí)現(xiàn)測量系統(tǒng)的測量實(shí)時(shí)性好，并保證系統(tǒng)具有高精度。
多點(diǎn)無線溫度濕度測量系統(tǒng)重要由兩大部分構(gòu)成，第一部分是上位機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機(jī)、無線接收模塊和顯示模塊構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)完成接收和顯示的工作，同時(shí)用來與下位機(jī)進(jìn)行通信。第二部分是下位機(jī)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)由溫濕度采集模塊、單片機(jī)以及無線發(fā)送模塊組成，主要負(fù)責(zé)把多個(gè)測量點(diǎn)的溫濕度值適時(shí)地傳遞給上位機(jī)，高效完成與上位機(jī)之間的通信[1]。
本論文主要研究的內(nèi)容是用單片機(jī)程序控制，利用多片溫濕度傳感器，通過無線收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫濕度測量，并利用 PC 機(jī)液晶屏顯示。其中，下位機(jī)包括多塊溫濕度傳感器，與單片機(jī)、無線發(fā)送模塊構(gòu)成測量網(wǎng)，用來采集無線溫濕度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)有相同的單片機(jī)與無線接收模塊，此外，還有溫濕度數(shù)據(jù)顯示模塊，三者共同實(shí)現(xiàn)所測數(shù)據(jù)的接收與顯示。
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1.2 溫濕度測量系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
國際上對(duì)溫度濕度測量系統(tǒng)這方面的研究開始較早，分別出產(chǎn)了模擬是的組合儀器、分布式的控制系統(tǒng)和多因子綜合控制系統(tǒng)，總體上發(fā)展較快。而我國對(duì)于溫度濕度無線測量系統(tǒng)的研究則起步較晚，國內(nèi)工作人員在吸收國際上先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用最新的溫濕度測量技術(shù)，同時(shí)對(duì)各國技術(shù)進(jìn)行消化吸收，化為己有，積極推進(jìn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展，但與發(fā)達(dá)國家相比，仍然比較落后。許多問題需要我們積極去解決，例如工作環(huán)境水平落后、設(shè)備配置低、資源不共享等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的溫濕度檢測系統(tǒng)有很多種，例如水汽壓、露點(diǎn)溫度、電阻式濕度片以及相對(duì)濕度等，不同的測量方法具有不同的應(yīng)用場合。
由于多點(diǎn)無線檢測系統(tǒng)的飛速發(fā)展，需要把基于單片機(jī) MSP430的溫濕度測量系統(tǒng)把多個(gè)傳感器系統(tǒng)結(jié)合在一起。多點(diǎn)無線測量系統(tǒng)中第一個(gè)需要解決的問題是如何實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫濕度，并能保證該多點(diǎn)能夠被高效的、無誤的、實(shí)時(shí)的進(jìn)行接收與顯示，以便我們能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行測量，綜合利用多傳感器信息，從而確保測量數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。以便于工作人員能夠及時(shí)的做出正確的決策和響應(yīng)。同時(shí)，在對(duì)溫濕度要求比較嚴(yán)格的場合，也能較好的確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
1.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新
本課題研究基于單片機(jī) MSP430 的多點(diǎn)無線溫濕度測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)地關(guān)鍵技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)“一對(duì)多”通信，降低發(fā)送接收的誤碼率，減小誤差。該系統(tǒng)地主要研究方面包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：
（1）我們應(yīng)該有選擇的對(duì)溫度濕度傳感器進(jìn)行選擇，例如抗干擾能力強(qiáng)，精度高，性能好，易于傳輸與發(fā)送，便于處理，能夠應(yīng)用于多點(diǎn)無線測溫濕度系統(tǒng)，同時(shí)具有成本低，誤差小，便于安裝等特點(diǎn)。
（2）我們?cè)谶M(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)本著簡單、簡潔的原則，使硬件電路盡量簡單，節(jié)約資源，增加系統(tǒng)的抗干擾能力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
（3）系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)必須與硬件系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，我們需要具有完整的軟件設(shè)計(jì)思路，充分考慮各個(gè)無線通信模塊的工作時(shí)序，并根據(jù)相應(yīng)的硬件系統(tǒng)來設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的軟件，簡化程序，盡可能的減小傳輸?shù)恼`碼率。
（4）我們需要對(duì)所測得的溫濕度進(jìn)行補(bǔ)償，由此來降低溫漂、信道噪聲等各種隨機(jī)噪聲給系統(tǒng)帶來的干擾，并對(duì)誤差加以修正。
本課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于多點(diǎn)無線遠(yuǎn)程測量溫濕度，假若采取傳統(tǒng)的現(xiàn)場檢測即人工定時(shí)測量，需要耗費(fèi)大量的人力，不能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是應(yīng)用在一些存在加熱設(shè)備的生產(chǎn)基地，這些場合在短時(shí)間內(nèi)，溫度可能發(fā)生劇烈的變化，如果利用人工進(jìn)行測量和管理，則可能造成重大事故[16]。采用無線技術(shù)進(jìn)行溫濕度測量，降低了布線成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和精確性，有利于對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行更廣泛的推廣。
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第 2 章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常需要對(duì)溫度濕度進(jìn)行檢測，隨著生活水平與科學(xué)技術(shù)的提高，傳統(tǒng)的溫度濕度測量方法已經(jīng)不能滿足我們目前對(duì)溫濕度測量系統(tǒng)精確度的要求了。因此，我們需要對(duì)無線溫濕度測量系統(tǒng)進(jìn)行更深一步的研究。本設(shè)計(jì)的溫濕度采集元件采用 SHT11，配合低功耗單片機(jī)的使用，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)上溫濕度測量的不足。而且本設(shè)計(jì)通過無線收發(fā) NRF24L01 模塊對(duì)采集到的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行無線傳輸，打破傳統(tǒng)操作中受限的問題，使溫濕度的精確測量更容易實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)中采用的主控芯片是MSP430，溫濕度采集模塊使用 SHT11 無線溫濕度傳感器、利用 NRF24L01 作為無線收發(fā)模塊，然后和 RS232 電平轉(zhuǎn)換模塊以及 PC 機(jī)數(shù)碼顯示模塊構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。
本系統(tǒng)中，無線收發(fā)芯片 nRF24L01 工作在 2.4GHz 的頻段，通過 MSP430 單片機(jī)進(jìn)行控制通信，由此來實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的無線傳輸。這種設(shè)計(jì)方法可以降低成本，提高無線數(shù)據(jù)的傳輸速率，同時(shí)具有功耗低，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性等特點(diǎn)。該系統(tǒng)有兩部分，分別是發(fā)送部分和接收部分，每一部分都是利用單片機(jī) MSP430 和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊nRF24L01 兩個(gè)模塊來控制其他處理模塊，一次來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與處理。其中，發(fā)送部分以單片機(jī) MSP430 為核心，使用溫濕度傳感器 SHT11 對(duì)溫濕度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后將采集的溫濕度無線傳輸給接收部分，最終再在 PC 機(jī)上顯示。本系統(tǒng)的核心控制芯片是 MSP430。
2.1 MSP430 簡介
MSP430 系列單片機(jī)是美國德州儀器生產(chǎn)，具有強(qiáng)大的處理功能、豐富的片內(nèi)外圍模塊、方便高效的開發(fā)環(huán)境、超低功耗、系統(tǒng)工作穩(wěn)定等優(yōu)勢，是一個(gè) 16 的單片機(jī)，又稱混合信號(hào)處理器。其能夠?qū)⒍鄠�(gè)不同功能的模塊集成在一個(gè)芯片上，名符其實(shí)的實(shí)現(xiàn)單片。其芯片引腳圖如下圖所示。
MSP430 系列單片機(jī)的特點(diǎn)：
MSP430單片機(jī)具有處理能力強(qiáng)、運(yùn)算速度快、超低功耗、豐富的片內(nèi)資源、方便高效的開發(fā)環(huán)境等優(yōu)勢�？蓞⑴c多種運(yùn)算與編程調(diào)試等，更好的控制系統(tǒng)的功耗，適于用來對(duì)溫度、濕度這類低頻率、低幅值的信號(hào)進(jìn)行采集處理，且開發(fā)方便，不需要仿真器和編程器。開發(fā)語言有C語言和匯編語言等。
根據(jù)上面對(duì) MSP430 的介紹，不難發(fā)現(xiàn) MSP430 滿足本研究中對(duì)多路溫度、濕度信號(hào)采集系統(tǒng)的要求。首先，它內(nèi)部集成的 16 位 Σ-ΔADC 轉(zhuǎn)換器模擬電路，適合于采集溫度、濕度這類的低頻、低幅值信號(hào)；其次，它采用了硬件 I2C 串行總線接口來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器串行擴(kuò)展和 DMA 模塊可高效提高系統(tǒng)執(zhí)行應(yīng)用程序的效率，增加數(shù)據(jù)傳輸速度，具有豐富的片內(nèi)資源，可以簡化結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的集成度與穩(wěn)定性，有利于系統(tǒng)的攜帶。
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2.2 溫濕度采集模塊
該系統(tǒng)地溫濕度采集模塊采用瑞士公司的溫度濕度傳感器 SHT11芯片，該芯片具有非常好的可靠性和穩(wěn)定性，內(nèi)部具有溫濕度測量元件、AD 轉(zhuǎn)換器以及串行接口電路等，同時(shí)自帶已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出�？梢詫�(shí)現(xiàn)無縫連接。從而使得該芯片具有抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、高品質(zhì)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)選用 SHT11作為溫度、濕度傳感器，通過標(biāo)定、校準(zhǔn)和軟件修正可以滿足本課題要求的溫度±0.5℃、濕度2％RH 的技術(shù)要求。此外在 PCB 板上還擴(kuò)展有單獨(dú)的溫度傳感器 TMP275接口，以便在不需要濕度檢測的環(huán)境點(diǎn)使用。
各引腳的功能如下：
腳 1 和 4--信號(hào)地和電源，其工作電壓范圍是 2.4～5.5 V；
腳 2 和 3--兩線串行數(shù)字接口，DATA 為數(shù)據(jù)線，SCK 為時(shí)鐘線；
腳 5～8--未連接。
SHT11 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理
SHT11 溫濕度傳感器是把校準(zhǔn)寄存器、運(yùn)算放大器、AD 轉(zhuǎn)換器以及溫濕度傳感器等各模塊集成在一個(gè)芯片內(nèi)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2-5 所示。其內(nèi)部包括一個(gè)電容性聚合體濕度敏感元件和一個(gè)用能隙材料制成的溫度敏感元件。SHT11 首先通過溫度與濕度傳感器將采集到的溫濕度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過運(yùn)算放大器將該微笑電信號(hào)進(jìn)行放大，接著送入 AD 轉(zhuǎn)換器中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過校準(zhǔn)寄存器進(jìn)行校準(zhǔn)，最后竟二線串行數(shù)字接口和 CRC 校驗(yàn)一起輸出到下一級(jí)模塊中
SHT11 的校準(zhǔn)是在恒溫恒濕的環(huán)境下進(jìn)行的，通常，校準(zhǔn)寄存器 OTP 內(nèi)存中存有校準(zhǔn)系數(shù)，該系數(shù)能夠?qū)λ鶞y得的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。同時(shí)，SHT11 內(nèi)部具有加熱芯片，可將 SHT11 的溫度進(jìn)行升高，以此來比較加熱前后的溫度值和濕度值，從而對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行驗(yàn)證比較。
本套裝置結(jié)合 I2C 總線結(jié)構(gòu)、工作原理、數(shù)據(jù)傳輸方式，SHT11 芯片的 I2C口與 MSP430 單片機(jī)通用 I/O 口連接進(jìn)行數(shù)據(jù)命令的傳輸。能夠方便地實(shí)現(xiàn)芯片間的數(shù)據(jù)傳輸與控制。
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第 3 章 軟件設(shè)計(jì)及介紹···················································20
3.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) ················································20
3.2 Keil 開發(fā)軟件 ··············································20
3.3 主程序設(shè)計(jì) ······································22
3.4 溫濕度采集模塊軟件設(shè)計(jì)·······································23
3.4.1 SHT11 指令時(shí)序 ············································23
3.4.2 SHT11 溫濕度測量過程 ·······································25
3.4.3 溫濕度檢測的線性補(bǔ)償······································25
3.5 NRF24L01 無線收發(fā)模塊軟件設(shè)計(jì)···································27
3.6 串行通信子程序設(shè)計(jì) ··············································31
3.7 無線溫濕度測量的 CRC 校驗(yàn)············································33
3.7.1 CRC 校驗(yàn)原理 ············································34
3.7.2 CRC 校驗(yàn)步驟 ······································36
第 4 章 PC 機(jī)數(shù)碼顯示模塊 ···········································38
第 5 章 測試結(jié)果及結(jié)論
5.1 硬件調(diào)試
硬件調(diào)試是一個(gè)復(fù)雜的過程，即使在仿真上沒有什么問題，但在實(shí)際中往往會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的結(jié)果，比如：程序不能下載到單片機(jī)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果讀數(shù)差別太大或者不穩(wěn)定等。結(jié)合本人在調(diào)試過程中的體會(huì)總結(jié)如下：
焊接前檢查電路板，看看有沒有出現(xiàn)短路或者斷路的情況；焊接后要對(duì)芯片的電源引線部分進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試，以防止虛焊或者短路的情況出現(xiàn)。如果不先檢查芯片的電源引線，很有可能燒毀芯片。
盡可能使調(diào)試電路板遠(yuǎn)離高頻干擾源。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電路板接近高頻干擾時(shí)與遠(yuǎn)離高頻干擾相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的波動(dòng)性較大，呈現(xiàn)無規(guī)律變化，因此為了屏蔽干擾，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要用屏蔽罩罩在電路板上。
盡可能使調(diào)試電路板放在溫度波動(dòng)不大的地方，比如恒溫室，同時(shí)注意 MSP430 的散熱。
為了盡可能保證恒流源的輸出穩(wěn)定性，直接將恒流源不經(jīng)過調(diào)理電路接入測量電路中。
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第 6 章 結(jié)論和展望
6.1 工作總結(jié)
當(dāng)前，隨著各行各業(yè)的發(fā)展，以及相關(guān)技術(shù)的提高，許多傳統(tǒng)的溫濕度測量系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)粘Ｉ畹囊�，我們需要更高要求的精確度和準(zhǔn)確度的設(shè)備去應(yīng)用于我們?nèi)粘５纳钌a(chǎn)中。為了更好的克服傳統(tǒng)測量溫濕度技術(shù)的弊端，例如人為因素的影響較大、經(jīng)驗(yàn)論、保障性低、布線龐大等，多點(diǎn)無線溫度濕度測量技術(shù)的發(fā)展勢在必行。
本文主要完成的工作及其特點(diǎn)如下：
1．利用上位機(jī)軟件識(shí)別傳感器，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)獨(dú)立測量記錄，能夠檢測到被檢測裝置的任意位置的溫度、濕度狀態(tài)。同時(shí)，該裝置可以靈活放置在需要檢測的位置。
2．設(shè)計(jì)了一套不需要外加信號(hào)調(diào)理電路的無線溫濕度檢測系統(tǒng)。本研究中使用MSP430來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、處理，使得設(shè)計(jì)變得非常簡單。這是因?yàn)镸SP430內(nèi)部集成有高精度、專門用于低頻低幅值信號(hào)采集系統(tǒng)的Σ-ΔADC轉(zhuǎn)換器模擬電路，因此降低了對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波的需求，從而也就取消了信號(hào)調(diào)理電路，使系統(tǒng)有效地避免了外部干擾影響。此外，MSP430內(nèi)部電路高度集成，因此只需要一片集成電路加上復(fù)位電路即可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度信號(hào)數(shù)據(jù)的采集，也無需信號(hào)調(diào)理電路，使得系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)緊湊，集成度高，穩(wěn)定性好，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了便攜化，低成本，低功耗，微型化。
3．我們利用軟件對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了很好的控制，例如：溫濕度數(shù)據(jù)采集信號(hào)模塊，與上位機(jī)的通訊模塊以及無線收發(fā)模塊等，均很好的實(shí)現(xiàn)了軟件控制。
4．該系統(tǒng)能夠?qū)λ鶞y得的溫濕度數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，用戶能夠根據(jù)需要對(duì)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的控制、處理，從而實(shí)現(xiàn)更多的功能。
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本文編號(hào)：9526
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