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题目类型： 设计
(设计、论文、报告)
本科毕业设计(论文)
题目： 温湿度测量系统设计
学 院： 信息科学与工程学院
专业(方向)： 通信工程
班 级： -2班
学 生：
指引教师：
05月22日
摘 要
运用ZigBee无线通信技术和传感器技术设计一种多点无线温湿度测量系统，该系统可以设立温度最大限值，实现超值预警报警。温湿度传感器采用DHT11，无线射频芯片采用ZigBee原则CC2530。通过温湿度传感器对实时温湿度数据采集，运用ZigBee无线技术把实时数据传播到接受终端，最后显示在LCD显示屏上，还可以通过按键减小或者增大温度报警限值。通过该系统对温湿度实时测量与控制以实现对人们工作生活环境温度和湿度测量监控。该系统由于采用了CC2530模块，使得PCB电路简朴，易于实现，具备功耗低、适应性强等特点。
论文一方面分析简介传温湿度感器技术与ZigBee无线技术发展，并解析它们技术特点。之后简介该温湿度测量系统硬件设计：从CC2530芯片到DHT11传感器，最后到硬件电路阐述。紧接着简介该系统软件设计：从系统整体方面对该系统进行一种综述，然后分别对各某些实现功能进行阐述。
核心词：无线通信；ZigBee；传感器；DHT11；温湿度测量
The Design of the Temperature and Humidity
Measurement System
Student:LUO Gang Teacher:SHEN Zhuo-jun
Abstract：The design of temperature and humidity measuring system based on ZigBee wireless communication technology and the temperature and humidity sensor technology. The system can set the maximum limit and carry out value warning and alarming. The sensor adopts DHT11 while the RFID chip adopts the standard CC2530 of Zigbee. The real-time data，collected by the sensor and transmitted to the receiving end over ZigBee，can be showed on the LCD screen. The alarm limit can be decreased or increased by pressing the button. The system is to measure and monitor the temperature and humidity of people’s living and working environment by real time measuring and controlling. The application of CC2530 module makes the PCB circuit simple and easy to implement. It features low power consumption and strong adaptability.
The paper is firstly to introduce the development of the sensor and ZigBee，and then analyzes their features. Secondly，it introduces the hardware design of the system：from CC2530 chip，DHT11 sensor to the dissertation of the hardware circuit. Thirdly，it introduces the software design. It gives a whole review to the system elaborates the functions of each part.
Key words：Wireless communication；ZigBee；Sensor；DHT11；Temperature and humidity measurement
目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
引言 1
温湿度传感器 1
ZigBee通信技术 2
ZigBee合同 2
ZigBee网络拓扑构造 2
2 系统架构 5
总体架构 5
硬件设计 5
电路原理图 6
2.. 控制器主板 6
数据采集板 11
软件设计 14
程序框图 14
程序详解 15
3 调试与测试 20
4 总结 21
道谢 22
参照文献 23
附录 1 24
1 绪论
引言
通过几十年上百年工业化进程，工业化留下了太多问题，而环境问题是极为突出一方面。环境问题对工农业生产方面有着非常大影响，如果是对工农业影响只是生产者、各级政府、专家关注方面。那么，当前在国内特别是在北方地区，当沙尘暴、，人们口中焦点，空气污染正成为人们关注对象。人们生活水平得到提高后，就开始关注生活质量，关注自身生活环境舒服度。
而温度与湿度这个两个参数对人们生产生活有着非常重要影响，并且温度和湿度有着密不可分联系，人不单纯受温度或者湿度影响，而是受温度和湿度两方面综合伙用。在工业生产中需要实时监控温湿度，在农业生产中有些时候也需要实时监控温湿度（例如：温室大棚农作物种植）。随着人们生活水平提高和近年来环境问题逐渐严峻，人们越来越注意自身生活环境质量改进，虽然咱们可以通过天气预报获知本地温湿度数据，但是天气预报都是一种地区（普通精准到县区）数据，在多山地区（特别在广西），居住在同一区域居民，居住环境也有不同。同一区域中有居住在丘陵中，有些生活在海拔高山上，以至于同一区域温湿度存在着差别。有些时候，人们还需要监测一定空间内（温室、饲养场）温湿度数据。
温湿度对人们一种比较明显影响：在人们卧室中，温湿度对人们睡眠质量也有着重要影响，实时地监控温湿度可觉得改进人们睡眠质量提供条件。通过温湿度测量系统，顾客可以理解其工作生活环境温度和湿度状况，以做出相应应对办法，改进其生活环境。因此各种温湿度测控系统正以各种家电（例如空调、增湿器）或者智能硬件为载体进入个人顾客家庭。
温湿度传感器
21世纪是科技主导世纪，得益于高科技迅速发展，在传感器方面，高度集成化、智能化传感器浮现，使得当前传感器技术应用非常广泛，传感器除了在军用、航空、工农业生产等方面有极大发展[1]。逐渐地，传感器技术应用很早就进入了民用领域，上至各种人们电，下到咱们使用智能手机，都应用了传感器技术。现状全球环境日益恶劣，人们越来越关注生活环境问题，在当今互联网行业发展最迅速智能硬件更是把传感器技术发挥到了极致，各种温湿度、、空气净化等环境监控智能硬件正走进各家各户。
而温湿度传感器也最初分立式、模仿集成式发展到当前高度智能化、极致集成化、系统化、微型化、低成本化发展[2]，当前温湿度测量系统不但仅应用于工农业生产，个人民用方面，温湿度及其有关环境监测系统也得到了长足发展。特别是智能硬件与智能家居兴起，让这些环境监测系统重新受到开发者青睐。一种温湿度及其她环境监测系统，可以接入智能家居系统，成为其数据采集、数据改进一某些。因此，受近些年来智能硬件影响，温湿度及其她环境监测系统有着非常辽阔发展空间。
ZigBee通信技术
、近距离新兴无线通信技术。相对于蓝牙，wifi等短距离无线通信技术，其特点是功耗低、安全性高、时延短、自组织、短距离、速率低、成本低。ZigBee工作在工业医疗频段，，美国915MHz，欧洲868MHz，无需申请牌照即可免费使用[3]。ZigBee可以嵌入各种设备，应用于各种自动控制和远程控制系统中。随着物联网与智慧都市迅速发展，都市中各种控制系统互联，家庭中设备互联尤为离不开无线通信技术。而ZigBee作为一种新兴无线通信技术，更有着比蓝牙，wifi更多长处，互联互操作是ZigBee最大技术优势，在某些互操作性规定极高场景（只能路灯控制、智能家居等）有着非常广泛应用前景。更由于其统一性强，能大大缩短开发周期，使其越来越来受到开发者关注与应用。
ZigBee合同
，其扩展了IEEE，并对网络层合同和API进行了原则化。它有自己合同原则，适应了无线传感器耗费低、能耗低、容错性高规定，用于短距离无线通信，能在非常各种无线传感器中形成自组网络实现通信。能实现通信网络就会有相应网络合同支持，无线温湿度测量系统软件设计也需要针对各层通信编写出相应程序代码。ZigBee合同栈与IEEE制定网络合同类似，其具备物理层，MAC层，传播层、网络层、应用层[4]。