外界环境检测仪的设计毕业论文设计.docx

1、题目外界环境检测仪的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文

2、）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日期： I 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门

3、或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日II 注 意 事 项1. 设计（论文）的内容包括：1） 封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2） 原创性声明3） 中文摘要（300 字左右）、关键词4） 外文摘要、关键词 5） 目次页（附件不统一编入）6） 论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7） 参考文献8） 致谢9） 附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论

4、文）正文字数不少于1 万字（不包括图纸、程序清单等，）文科类论文正文字数不少于1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件。）4. 文字、图表要求：1） 文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2） 工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标 准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3） 毕业论文须用A4 单面打印，论文50 页以上的双面打印4） 图表应绘制于无格子的页面上5） 软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1） 设计（论文）2

5、） 附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订V 外界环境检测仪的设计【摘要】外界环境检测仪是对外界环境所涉及到的变量进行检测，例如、温度、湿度、光照强度、灰尘浓度等，使人们方便及时的了解外界环境的状况，也可用于航海宇航等工业领域。本次设计利用单片 机控制实现了传感器对温度、湿度、光照强度及灰尘浓度的检测与无线传输，实现了人们在室内及时了解 外界环境的变化。本系统具有功能强大、成本低、工作稳定、传输数据及时、准确的优点。【关键词】：温度、湿度、光照强度、灰尘浓度、无线传输。The design of the external environment detectorZha

6、o junjie （Grade11,Class1103,Major Communication，Shaanxi University of Technolog，y Hanzhong 723000，Shaanxi)Tutor: Li Cuihua Abstract:External environment detector is involved to the outside environmentv ariables, such as, temperature, humidity, light intensity, dust concentration, etc.,which make peo

7、ple convenient and timely understanding of the external environment condition ,and used for navigation aerospace and other industrial fields. This design used single-chip microcomputer to control of temperature,h umidity, light intensity，dust concentrationm easurement and wireless transmission final

8、ly in order to understand the change of external environment in a timely manner for people indoors . the system has powerful function, low cost, stable work, the advantages of accurate and timely data transmission. Key Words: Temperature, humidity, light intensity, dust concentration, wireless trans

9、mission. 目 录1 绪论11.1 研究背景及意义 .1 1.2 设计指标及要求1 2. 方案设计22.1 器件选型2 2.1.1 传感器简介2 2.1.2 短距离无线传输模块简介3 2.1.3 LCD1602 显示4 2.2 本系统设计方案5 2.2.1 传感器选型5 2.2.2 无线模块方案论证5 2.2.3 显示模块方案论证5 3. 系统硬件电路的设计63.1 设计思路与总体框图6 3.2 传感器电路设计7 3.3 无线传输模块8 3.4 显示电路9 4 系统软件设计124.1 主程序12 4.2 传感器信息采集15 4.3 无线射频 nRF24L0116 4.3.1 无线发射程序

10、流程文字详叙19 4.3.2 无线接收程序流程文字详叙19 4.4 LCD1602 显示模块设计19 5 软硬件调试235.1 软件调试23 5.2 硬件电路调试24 致谢26参考文献27附录A28附录B30附录C32附录D51附录E1VI 陕西理工学院毕业设计1 绪论1.1 研究背景及意义在人们的日常生活中，出行、旅游、行程安排都离不开对环境状况提前的预知， 传统的有线检测，受制于地理环境位置，和自由约束性太大，故而追求一种不受位置 环境限制的实时检测检测仪。目前我国的环境检控系统大都采用有线检控系统，由于 有线检控系统受地域和环境因素的影响难以实施全面、灵活的监测，在外界环境特殊 的情况下

11、事故发生率仍然较高。因此用无线检控系统取代有线检控系统，将大大提高 监测与预警水平。无线技术有多种，然而适合于无线电缆短距离传输的外界环境有效 的方法之一是利用 RF24L01 （射频技术）和 Zigbee 技术（无线短距离传输技术）。本次设计基于无线 SPI 协议组建的网络外界环境检测系统，为外界环境监测提供了新方法思路。RFL2401 技 术 具 有 低 成本 、低 功 耗 和 低 速 率 无 线 传 输 的 特 点，适用于长短各种距离小范围的组网协议，尤其是在控制领域中得到快速的发展与应用。国外研究现状和发展趋势无线传感器网络的研究起始于美国，在 20世纪90年代末期只有美国在无线传感器

12、网络上有所研究，直到 21世纪开始，美国和欧洲相继开启了无线传感器网络的研究计划， 2003 年美国自然科学基金委员会制定的无线传感器网络的研究计划。美国的一些研究机构和高级计划局投入了大量资金支持高校和科研机构研究无线传感器网络。美国英特尔公司，微软公司和其他信息产业巨头也开始对无线传感器网络进行研究，同时还有其他科技发达国家也开始了无线传感器网络的研究工作。经过几年的研究，不断的利用和改进，现在无线传感器采集系统主要应用在城市 公共安全、公共卫生、安全生产、智能交通、智能家居、环境监控等控制领域。所以， 越来越多的公司和厂家重视无线传感网络的研究与发展 。1.2 设计指标及要求外界环境的好

13、坏和人们的生活密切相关，本设计要求设计一外界环境检测仪，可以实现对外界环境温度，湿度，光照，灰尘颗粒浓度的检测，检测到的数据可以实现无线传输，使人们可以在家中随时了解外界环境的状况。1. 画出总体设计框图，用以说明检测仪由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系。并以文字对原理作辅助说明，具有检测温度，湿度，光照，灰尘浓度的功能。2. 设计各个功能模块的电路图，总电路具有无线传输的功能；。3. 选择合适的元器件，在开发板上接线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在确定电路充分正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。4. 在

14、验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和布线进行合理布局，试验样机一套。第 9 页 共52 页2. 方案设计2.1 器件选型本设计涉及到的主要问题是：（ 1）传感器选型（ 2）信息传输核心芯片的选型和模块的设计（ 3）无线传输模块的辩论（ 4）显示模块的设计及液晶显示的选型。2.1.1 传感器简介光敏电阻光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。另一种是电阻会随光的减弱而减小。本次设计是选用前者作为光强采集元件。图 2.1 光敏电阻光照强度 L 采集，通过光敏电阻由于它的电气特性影响所在电路支路的电流，进而改变模拟电压， ADC0832 内部的电路在时钟频率下，每隔一段时间对模拟量进行 16 分频采集，采集到的电压，用比较电路将其与参考进行比较进而编为 0/1 代码,（此次过程也量化编码的过程）在内部逻辑的控制下将其以一个字符为单位送入锁存寄存器， 进行锁存，于此同时等待单片机中断的到来。其结果可直接用于单片机的识别。数字温湿度传感器DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿