基于MSP430luanchpad的蔬菜基地分布式无线低功耗温湿度监测系统

2011-2012德州仪器C2000及MCU创新设计大赛

项目报告

题目：基于MSP430luanchpad的蔬菜基地分布式无线低功耗温湿度监测系统学校：成都信息工程学院_

组别：本科组

应用类别：低功耗应用类

平台：MSP430 luanchpad

题目：基于MSP430 launchpad的蔬菜基地分布式无线低功耗温湿度监测系统摘要（中英文）

本项目采用msp430g2231,作为核心处理芯片，由传感器采集模块、无线通信模块、报警模块和上位机构成；利用了两块msp430 launchpad通过dht11温湿度传感器同时对温湿度进行采集，一个作为主机，一个作为从机，从机与主机之间利用无线通信模块进行无线通信，通信距离达20米以上；主机直接与电脑进行通信将温湿度数据传输给电脑，同时可以设定温湿度的上限值，进行电脑报警，可以通过放特定的歌曲也可以通过录音来进行主机从机区别报警，这样就可以首先可以从听觉上感知温湿度的变化，如果想知道温湿度的具体值，可以直接通过上位机查看具体的温湿度的值，这样就实现了大棚蔬菜的温湿度实时监测，大大的提高了大范围种植效率。

The msp430g2231 is used for core processing chip of this project,the project contains sensor gathering module、wireless communication module、alarm module and upper computer; Otherwise, it use two msp430 luanchpad to gather humituer through dht11,the one is used for the master,another is used for the slaver,And master keep in touch with slaver by wireless communication,the communication can pass 20 metres . What’s more,the master tansmit data for computer by serial communication directly ,At the same time ,we can set the threshold of humituer in the upper computer,then it can reliaze alarm for us.The warning pattern is varies,For axample,play different songs or play our sound recording . The different warning pattern make people percept the humiture changing fistly.If we want to know the specific value of humiture,the data will be gained in upper computer .The method increase efficiency for monitoring Vegetable Production Bases .

1.引言

背景：在大棚蔬菜种植中，时常需要实时监测大棚内的空气温度和湿度以及土壤的湿度，让种植户能够了解大棚内的情况，温湿度采集就成为需要。可以用常用的温湿度计来测量，但是，但大棚的数量变大后，人力成本增加，而且实时性差。目的：利用TI公司msp430 launchpad设计一种低功耗电子的温湿度检测仪，首先利用温湿度传感器DHT11采集到温湿度的值，再经过无线通信将每个采集点的温湿度值传送给上位机，并设置报警模块。 Msp430 launchpad单片机具有低功耗，集成RF通信模块，性价比高的优点，非常适合次应用，大大的简化了设计。所要解决的问题：本设计需要利用msp430 launchpad单片机的低功耗让采集器可以在电池供电的情况下长时间工作；利用msp430 launchpadd单片机的强大处理能力，在无线通信中让每个采集点之间能相互通信，自动寻找通信路径，将信息发送到上位机，这样可以极大地扩大通信范围，让采集点可以覆盖得更广；低功耗系统，可以采用电池供电。

2.系统方案

本设计由单片机、无线模块、传感器和上位机构成。主机和从机通过dht11同时采集不同监测点的温湿度，从机将采集回来的温湿度数据通过无线模块

nrf24l01传送给主机，主机再将自己采集的温湿度数据和由无线通信模块接受到的从机温湿度数据通过串口通信一同发送给上位机。上位机接受到两组数据后在电脑上进行显示，将每一个采集点发回来的数据保存下来分析判断，当数据出现异常时及时报警，通知农户，哪个棚的温湿度出现异常，让农户能及时处理。

3.系统硬件设计

系统硬件主要由无限模块，温湿度传感器模块两部分组成。

（1）无线模块：

实现过程：通过无线电让两片NRF24L01进行通信。

主控芯片：NRF24L01，选择理由：性价比高，传输距离远。

硬件连接：需要两个430单片机，每个单片机接有NRF24L01模块。（2）温湿度传感器：

实现过程：它可以对外界温湿度信号的变化转换成电压的变换，然后由

430处理数据，实现温湿度数据在PC机上的显示。

主控芯片：DHT11，选择理由：输出数据为8位数字数据，且由一个管脚输出，节省了硬件上管脚的使用。

硬件连接：硬件连接简单，只需要DHT11的一个管脚（数据脚）接入430单片机中。主机需要一个，从机需要一个。

4.系统软件设计

一、基于msp430 launchpad的程序

1.传感器dht11的驱动程序

单总线的数据口，串行方式，利用单片机对传感器发送起始信号，

传感器响应成功，就开始对单片机发送数据。