無線溫濕度檢測系統(tǒng)設計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設計文獻綜述畢業(yè)設計文獻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)設計無線溫濕度檢測系統(tǒng)設計摘要：隨著無線傳感網(wǎng)絡的發(fā)展，環(huán)境的監(jiān)測在各個領域有著廣泛的應用，同時，無線傳感網(wǎng)絡也在傳感器的進步下顯得更加實用化。針對分散節(jié)點溫濕度的檢測，設計一種基于單片機的無線溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。該設計采用C8051F330單片機為核心的控制器，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、無線通信及微電機等技術的發(fā)展和相互融合，產生了無線傳感器網(wǎng)絡[1]。無線傳感器網(wǎng)絡是目前國內外的研究熱點具有相當廣闊的應用前景。但是傳感器網(wǎng)絡要實現(xiàn)實用化還有許多基礎性問題和關鍵部件需要解決。無線傳感器網(wǎng)絡的實用化離不開傳感器技術的進步。而目前無線傳感器網(wǎng)絡的的主要領域有這么幾個方向：軍事應用、環(huán)境應用、醫(yī)療應用、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)絡對狙擊者進行定位的課題。預先在傳感器節(jié)點上布設聽覺感覺器根據(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而目前的技術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)絡在農業(yè)方面的應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)絡作為無線傳感器的應用隨著技術的發(fā)展、完善和成熟將更加趨于實用在特殊領域它有著傳統(tǒng)技術不可比擬的優(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、是否有人進入家中行竊。又如實驗室中，則可以改為檢測實驗室內的有無煙霧等。溫濕度

5、的測量在農業(yè)生產的大棚管理，倉庫糧食存儲管理，生產制造行業(yè)，氣象觀測，恒溫恒濕的空調房科研及日常生活中被廣泛應用?？梢哉f溫濕度是影響日常的生產生活以及科研的一個很重要的因素。目前我國許多領域例如農業(yè)生產等仍采用測溫儀器與人工抄錄、管理結合的傳統(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重損失。本系統(tǒng)利用傳感器進行數(shù)據(jù)采集，在C8051F330單片機中對數(shù)據(jù)進行處理，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。滑動平均濾波法把N個測量數(shù)據(jù)看成一個隊列，隊列的長度固定為N，每進行一次新的采樣，把測量結果放入隊尾，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。實際應用時，通過觀察不同N值下滑動平均的輸出響應來選取N值以便少占用計算機時間，又能達到最好的濾波效果。在實際應用中，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合起來使用，形成復合濾波。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。在農業(yè)生產種植中，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，必須實時進行監(jiān)測。本系統(tǒng)具有可擴展性、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：[1]陳丹，鄭增威，李際軍.無線傳感器網(wǎng)絡研究綜述[J].計算機測量與控制，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)絡應用的傳感器技術綜述[J].計算機應用與軟件，2007，9，92[3]馬忠梅籍順心張凱馬巖單片機的C語言應用程序設計(第四版)北京航空航天大學出版社2007[4]閻石，清華大學電子學教研組數(shù)字電子技術基礎

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