無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述電氣工程與自動(dòng)化電氣工程與自動(dòng)化無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，環(huán)境的監(jiān)測(cè)在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)也在傳感器的進(jìn)步下顯得更加實(shí)用化。針對(duì)分散節(jié)點(diǎn)溫濕度的檢測(cè)，設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的無(wú)線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)采用C8051F330單片機(jī)為核心的控制器，以溫濕度傳感器HU10S、無(wú)線收發(fā)模塊nRF24L01、串行通信模塊為輔助，完成對(duì)溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

2、。關(guān)鍵詞：監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；無(wú)線；溫濕度測(cè)量；近年來(lái)，隨著傳感器、計(jì)算機(jī)、無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[1]。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)具有相當(dāng)廣闊的應(yīng)用前景。但是傳感器網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)實(shí)用化還有許多基礎(chǔ)性問(wèn)題和關(guān)鍵部件需要解決。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化離不開(kāi)傳感器技術(shù)的進(jìn)步。而目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的的主要領(lǐng)域有這么幾個(gè)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(guó)Crossbow公

3、司2005年第四季開(kāi)展了一項(xiàng)利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)狙擊者進(jìn)行定位的課題。預(yù)先在傳感器節(jié)點(diǎn)上布設(shè)聽(tīng)覺(jué)感覺(jué)器根據(jù)狙擊時(shí)聲響傳到不同傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差對(duì)狙擊點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合定位[2]。這類(lèi)傳感器可以在大型集會(huì)前提前布置不需長(zhǎng)時(shí)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(guó)，無(wú)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(cè)量空氣溫濕度缺乏對(duì)于如土壤溫濕度、CO2濃度的研究這將是今后進(jìn)行的一個(gè)重要方向。無(wú)線傳感器作為傳感器發(fā)展的一個(gè)新的方向越來(lái)

4、越受到重視無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)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(shí)用在特殊領(lǐng)域它有著傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)同時(shí)也必將開(kāi)辟出不少新穎而有價(jià)值的商業(yè)應(yīng)用。用于檢測(cè)溫濕度的無(wú)線系統(tǒng)，具有簡(jiǎn)便、可靠的特點(diǎn)，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(duì)不同的地點(diǎn)，可以將其稍作變動(dòng)，就可以達(dá)到不同的效果。如在家庭中，還可以用于檢測(cè)天然氣是否有泄漏、是否有人進(jìn)入家中行竊。又如實(shí)驗(yàn)室中，則可以改為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有無(wú)煙霧等。溫濕度

5、的測(cè)量在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大棚管理，倉(cāng)庫(kù)糧食存儲(chǔ)管理，生產(chǎn)制造行業(yè)，氣象觀測(cè)，恒溫恒濕的空調(diào)房科研及日常生活中被廣泛應(yīng)用。可以說(shuō)溫濕度是影響日常的生產(chǎn)生活以及科研的一個(gè)很重要的因素。目前我國(guó)許多領(lǐng)域例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等仍采用測(cè)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(huì)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并同時(shí)使用測(cè)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(hào)?；瑒?dòng)平均濾波法把N個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N，每進(jìn)行一次新的采樣，把測(cè)量結(jié)果放入隊(duì)尾，而去掉原來(lái)隊(duì)首的一個(gè)數(shù)據(jù)，這樣在隊(duì)列中始終有N個(gè)“最新”的數(shù)據(jù)。這種濾波方法平滑度高，靈敏度低；但對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用差。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通過(guò)觀察不同N值下滑動(dòng)平均的輸出響應(yīng)來(lái)選取N值以便少占用計(jì)算機(jī)時(shí)間，又能達(dá)到最好的濾波效果。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)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(lái)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(gè)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(chēng)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(kāi)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(shí)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(wú)線傳輸模塊，HU10S溫濕度傳感器構(gòu)成了無(wú)線溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。其能持續(xù)監(jiān)測(cè)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(bào)。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(gè)重要的測(cè)量和分析指標(biāo)，必須實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、使

9、用方便、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛使用于需要多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測(cè)的場(chǎng)合。參考文獻(xiàn)：[1]陳丹，鄭增威，李際軍.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2004，12，701~704.[2]何寧，王漫，方昀，劉賜平，裴俊.面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳感器技術(shù)綜述[J].計(jì)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(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(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(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)（第三版）機(jī)械工業(yè)出版社2005[6]寧愛(ài)軍VisualBasic程序設(shè)計(jì)教程人民郵電出版社2009[7]陳錫輝，張銀鴻LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通清華大學(xué)出版社2007[8]JamesF.KuroseKeithW.RossCOMPUTERWKINGATopDownApproachFeaturingtheInter(ThirdEdition)HigherEducat