室内温湿度检测系统

无线室内温湿度

测量系统

学院：数理与信息工程学院

专业：电子信息工程

班级： 111班

组员：潘正军方明超

教师：蒋敏兰

2013 年12 月30 日

一、设计任务要求

随着高校人数的扩招，安全越来越来受到重视。火灾是高校安全隐患的重中之重，倘若能尽早了解室内信息，可以避免不必要的损失。因此我们设计出能够检测室内温度与湿度信息的系统，该系统用DHT11集成温湿度传感器，通过在C8051F330单片机配置时序，将DHT11传感器的数字信号读入到单片机并进行处理，通过液晶可以直观的查看温湿度信息。通过2.4G无线收发模块将温湿度信息传给C8051F340单片机，实现了远程监测环境的温湿度信息，并将采集到的温度与远程环境的温度作对比，可以对被测环境做出评估。DHT11的温湿度测量范围：0－50℃，20－90％；24L01在空旷场地的传输距离为80m，通过在房间测试，可以在房间的任何位置接收。

系统概述：该系统包含DHT11信息采集模块、24L01无线收发模块、液晶显示模块等。单片机初始化后，通过DHT11将室内温湿度的信息以数字量形式输入到单片机，单片机通过内部计算将数字量中包含的信息翻译出来，信息通过单片机管脚传送到nokia5110液晶并将信息显示出来。单片机将采集到的信息，通过24L01无线模块将数据传送到另外一块单片机，实现了室内环境的远程监测。系统框图如图1所示：

图1系统框图

二、系统硬件

1．单片机

本系统采用F330和F340两款单片机，这两款单片机相对于51单片机，拥有单片机执行速度比较快，支持在线仿真，兼容51指令等优点。我们在大二时

主要学习的就是这两款单片机，所以这两款单片机用的比较熟练，并且大家都有现成的系统板，可以直接拿过来应用，较为方便。

F330的系统板原理图如图2所示:

图 2 F330的系统板原理图

2. 液晶显示

在本系统中液晶模块主要显示室内温湿度信息。显示模块使用nokia5110，nokia5110相对于lcd1602，它具有更优化的显示方式，更好的显示界面，速度也比lcd1602快很多倍，用此液晶显示利用DHT11采集的温湿度信息。液晶如图3所示：

图 3液晶实物图

3.DHT11信号采集模块

本系统是利用集成的温湿度传感器DHT11，DHT11传感器有：全部校准，数字输出、低能耗、稳定性好、信号传输距离长等优点。

4.无线收发模块

无线模块目前在电子行业有两种比较多用：

一种是315M的PT2262/PT2272，315M是一个简单的无线发射与接收模块，操作简单但距离有限；另一种是2.4G的24L01，2.4G是SPI接口无线模块，具有传输距离远等优点。

实物图如图4所示：

图 4 无线模块实物图

三、系统软件设计

1. F330单片机采集发送软件设计流程图

2. F340单片机接收采集软件设计流程图

四、系统调试及实验数据

1.系统软件调试

DHT11对时序要求的高，输出口拉低和置高的时间都是规定的，倘若时序配置不正确，那么输出口将不会有数据输出。调通时序，我们需要了解F330单片机内部的时钟和指令占的机器周期。若用51单片机调试DHT11的，其时序相对简单，但是我们为了学知识，将单片机改换成F330单片机。通过此次系统的设计，我们更加了解F330单片机的内部资源配置。

24L01无线收发模块也是我们第一次采用，我们小组为了扩充自己的知识，以及结合目前的应用，决定尝试使用24L01无线模块。调试无线是一个复杂而又漫长的过程，首先需要配置24L01模块，至于发送是否成功只有通过接收处是否有指示才能判别。若用示波器观察发送是否成功，由于发送脚是将信息加载在一个高频率上的，用示波器将信息解调出来相对而言比较繁琐。

2.实验数据

次数 测量器件 1 2 3 4 5 6 DHT11 28 25 21 20 23 24 15 º C 19º C

30º C

28º C

20º C

17º C DS18B20 15.62 ºC 19.25º C 29.68º C 28.12º C 20.25º C 17.87ºC

温度计 14.9º C

18.8º C

29.7º C

28.2º C

20.3º C 17.8º C

误差：

DS18B20测量温度精确到0.0625度，温度计的读数精确到0.1度，DHT11的温度精确到1度。DHT11内部自带温度校准，温度与温度计读数相接近。此次

系统以温度计为标准，DHT11测量误差σ为：σ =0.32（i:测量次数；S 1：标准值；S 2：测量值）。

五、系统实物图

发射和接收系统实物图如图5、图6所示

图5 发射模块实物图

图6 接收模块实物图

()

∑=-=5

2161i S S

六、小结

1.由于初次使用24L01模块，在软件设计方面还存在很大不足，一次只能发送一个数据位，不能发送多个数据位，所以我们采用分时复用的显示方式来弥补。

2.由于软件设计的缺陷，我们的DHT11模块在测温的时候，显示有几秒钟的延时，当外界温湿度发生变化的时候，液晶上显示的温湿度显示有一定的滞后时间。

3. DHT11我们目前测量的数据，仅仅为整数部分，小数部分还没有测量出来。小数部分相对于整数部分时序要求更高，下一步的工作则是将小数信息读取出来。

七、程序

1. 发送程序

#include

#include "n5110.h"

#include

#include <24L01.h>

typedef unsigned char U8; /* 无符号8位整型变量 */

typedef signed char S8; /* 有符号8位整型变量 */

typedef unsigned int U16; /* 无符号16位整型变量 */

typedef signed int S16; /* 有符号16位整型变量 */

typedef unsigned long U32; /* 无符号32位整型变量 */

typedef signed long S32; /* 有符号32位整型变量 */

typedef float F32; /* (32bits) 单精度浮点数（32位长度） */ typedef double F64; /* (64bits) 双精度浮点数（64位长度） */

//

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//----------------IO口定义区--------------------//

sbit P2_0 = P0^3 ;