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摘要：
隨著社會經濟的發展，電子技術也迅速朝著輕量化和便攜化發展，無線通信技術也在這樣的背景下得到了飛速發展。溫濕度檢測應用的領域越來越多，本設計制作的是一款基于單片機的溫濕度控制系統，傳統的溫濕度計測量精度差、顯示不直觀、不能精確設定測量范圍。與傳統溫濕度計相比，該濕度控制系統具有讀數方便、測溫范圍廣、測溫準確、價格低廉且可以測量溫濕度等諸多優點，符合目前電子儀器的發展趨勢。
關鍵詞：
溫濕度；單片機；無線通信；控制系統
1.研究目的及意義
近年來，隨著電子技術的迅速發展，溫濕度控制在國內各行各業的應用也越來越廣泛，但我國國內生產的各種溫濕度控制系統成本普遍較高，技術精度和國外相比仍有較大距離?？萍嫉倪M步也帶動無線通信技術的迅速發展，各種無線通信產品滲入到人們的生活中，民用主要用于手機，各種遙控電器，軍用用于衛星，軍工產品。單片機具有體積小，操作簡單，可操作性強等功能，越來越多地應用于電子產品中，本文設計無線數顯溫濕度控制系統就是以單片機為控制核心進行開發的。無線數顯溫濕度控制系統以單片機為控制中心，采用無線通信模塊設計無線通信系統，系統利用LCD1602顯示屏進行數據顯示，顯示直觀，通過DHT11溫濕度傳感器進行溫濕度的采集，利用nRF.24L01射頻無線通信技術實現各溫濕度傳感器與主控芯片之間的通信。通過RC522為非接觸式IC卡讀寫器和FRID的射頻識別技術綜合實現溫濕度控制功能。
2.溫濕度檢測系統主要功能
無線數顯溫濕度控制系統主要是為了對空氣中溫濕度進行檢測，通過無線通信模塊進行數據的無線傳輸。系統上電初始化，首先利用LCD1602顯示屏對環境溫度實時顯示，同時溫濕度傳感器DHT11也隨之開始檢測環境溫濕度。當實時溫度超過預設值時，4個LED燈分別代表溫濕度、溫濕度上下限值，4個燈就會相應點亮，同時蜂鳴器發出報警。這時，可以通過按鍵來設置初始值。
3.主控器件
無線數顯溫濕度控制系統以STC89C51單片機為主控制器，利用LCD1602顯示屏進行溫濕度的顯示，利用RC522非接觸式IC卡讀寫器，FRID的射頻識別技術綜合實現系統溫濕度監測功能。使用模塊化程序編寫C語言作為STC單片機開發的首選編程語言。系統框圖如圖1所示。
3.1聲音報警電路的設計
蜂鳴器的正極接電源正極，根據單片機的電流特性，不足以直接驅動蜂鳴器。有三極管的輸出特性，利用晶體管的飽和和截止特性構成開關電路。P20為高電平時基極與集電極之間反向偏置，不導通；當P20為低電平時，基極與集電極之間正向偏置，導通。電路工作，蜂鳴器工作，單片機只需要吸收嬌小的輸入電流。下面介紹下三極管的飽和情況：因受到電阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大電流為U/Rc，其中U為電源電壓），集電極電流不能無限增加下去。三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。電阻就是用來提供這個電流的，所以它被叫作基極偏置電阻，那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小信號就會導致基極電流的變化，而基極電流的變化，就會被放大并在集電極上輸出。
4.nRF24.L01原理圖（圖2）
nRF24.L01的工作電壓在1.9V~3.6V之間，對于電源引腳端以及接地引腳端它們是不能和5V的單片機IO口直接相連接的，其他的引腳都可以。通過單片機上普通的IO口就可以實現功能的傳遞。無線數顯溫濕度控制系統設計王 玉岳雅琪孫 悅（黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶163319）
5.電源原理圖（圖3）
該系統主要采用5V電源來供電，電源回路中，有電阻、電容來保護各個元器件避免因電流過大而燒壞電路板。采用5V的USB供電，本系統如需移動測量時，可采用移動電源進行供電，但系統的可靠性和穩定性有待提高。
6.系統軟件設計
6.1主機工作流程
主機工作流程為當電源開始供電時，按下開關，該程序開始工作，傳感器模塊開始檢測周圍的溫濕度、通過nRF24.L01傳輸到接收端。系統開始工作、通過無線傳輸模塊nRF24.L01開始接受數據、通過LCD1602顯示出來、是否超過上下限；若超過閾值，則報警同時指示燈亮，若不超過閾值，不報警同時指示燈滅，則工作結束。
6.2從機流程圖
從機的功能實現主要步驟有：系統開始工作、通過無線傳輸模塊nRF24.L01開始接受數據、通過LCD1602顯示出來、是否超過上下限；若超過閾值，則報警同時指示燈亮，若不超過閾值，不報警同時指示燈滅、從機的工作結束。
7.結論
伴隨著無線通信技術的發展，無線通信技術已經成熟，現有能力進行對中短距離無線通信技術的研究。設計基于STC89C51單片機作為控制核心，nRF24.L01射頻收發器作為通信模塊，實現了主機控制模塊針對DHT11進行數據采集，控制器控制射頻收發器發送數據；從機控制模塊射頻收發器數據接收、液晶顯示、設置接收溫濕度數據的上下閥值。超出上限值或低于下限值，發出警報；友好的人機界面。
參考文獻
[1]杜靜.擴散爐自動恒溫控制系統[D].博碩論文庫，2007.
[2]張葉笛，趙宇鑫，姜樹杰.基于單片機無線數顯溫濕度計的設計[J].中國新通信，2016（21）：60.
[3]盧婷.無線溫濕度檢測設計[J].山東工業技術，2014（21）：25-28.
作者:王玉 岳雅琪 孫悅 單位:黑龍江八一農墾大學
