20100414-周易聪--基于蓝牙的无线温湿度监测系统的设计与制作

北方民族大学学士学位论文论文题目:基于蓝牙的无线温湿度监测系统的设计与制作院(部)名称:电气信息工程学院学生姓名:周易聪专业:电子信息工程学号:20100414指导教师姓名:刘炜论文提交时间:2014年5月16日论文答辩时间:2014年5月24日学位授予时间:北方民族大学教务处制I摘要在这个物联网迅猛发展的时代，各式各样的物联网产品也随之产生，温湿度监测是比较基础而广泛使用的技术。本文介绍了一种基于蓝牙的无线温湿度监测系统的设计与制作，该系统以STC12C5A60S2单片机为核心，使用蓝牙HC-06模块进行测量数据传输，可与手机等带有蓝牙模块的设备进行交互。它以SHT11为温湿度检测传感器，实时检测环境温湿度，并且具有温湿度超限报警功能。实时测量数据通过液晶模块实时显示。本系统的突出特点是通过蓝牙可以实现智能手机与本系统的进行连接，将测量的温湿度上传给智能手机。同时，还可以用手机直接控制系统，设置报警上下限等参数。本文主要讲述了系统的软硬件设计，论述各个模块的工作原理，介绍了整个系统的开发过程。系统经测试，完全实现了任务书的预定功能。关键词：蓝牙，温度，湿度，测量，单片机IIABSTRACTNowadays,asgreatlydevelopmentofTheInternetofThings(IOT),awidevarietyofIOTproductsalsoarise,temperatureandhumiditymonitoringisabasicandwidelyusedtechnology.Thistheiesintroducesawirelesstemperatureandhumiditymonitoringsystembasedonbluetooth,STC12C5A60S2single-chipmicrocomputerasthecore,thesystemusingbluetoothHC-06forclosewirelessdatatransmission,caninteractwithwhichmobilephonebluetoothterminaldeviceandsoon,withSHT11temperatureandhumiditydetectionsensorforreal-timeenvironmentaltemperatureandhumiditydetection,thesystemalsoprovideultralimitalarmSolution.thecurrentenvironmentaldataisdisplayedinLCD12864liquidcrystalwhichisyellowgreenandback-groundlightcontrolled.Thistheiesmainlydescribethehardwareandsoftwaredesignandthesolutionofthesystem,emphasisondescribingthedevelopmentprocessofthewholesystem.Systemtestedshowsthatitcompletelymeetstherequireofthecommitmentsscheduled.Keywords:bluetooth,temperature,humidity,measurement,mcuIII目录前言...........................................................1第1章系统总体设计............................................31.1系统设计任务与要求.....................................31.1.1系统设计任务.....................................31.2.1统设计要求.......................................31.2主要研究内容与实现方法.................................31.2.1主要研究对象.....................................31.2.2实现设计的途径...................................41.3系统总体设计方案.......................................41.3.1主控制器模块.....................................41.3.2蓝牙模块.........................................61.3.3EEPROM存储模块.................................71.3.4DC-DC电源模块..................................71.3.5蜂鸣器报警模块...................................71.3.6按键模块.........................................81.3.7温湿度检测模块...................................81.3.8LCD液晶显示.....................................91.3.9系统框图与说明...................................9第2章各功能模块硬件设计.....................................102.1各功能模块硬件设计与功能描述..........................102.1.1主控制器模块....................................102.1.2蓝牙模块........................................112.1.3EEPROM存储模块.................................122.1.4DC-DC电源升压模块..............................132.1.5按键模块........................................142.1.6液晶显示模块....................................152.1.7集成温湿度传感器SHT11..........................16IV2.1.8蜂鸣器驱动电路..................................16第3章印刷电路板.............................................183.1PCB设计..............................................183.1.1电路原理图设计..................................183.1.2PCB布局和走线..................................183.2硬件焊接装配..........................................19第4章软件设计...............................................204.1程序流程图............................................204.1.1主程序..........................................204.1.2定时器0中断服务程序............................214.1.3外部中断0中断服务程序..........................214.1.4接收中断服务函数................................224.1.5手机按键接收处理模块............................224.1.6按键扫描模块....................................244.1.7EEPROM存储模块.................................254.2程序难点和要点........................................294.2.1蓝牙上层协议....................................294.2.2温度和湿度计算..................................30第5章系统调试...............................................325.1硬件调试..............................................325.1.1PCB板检测......................................325.1.2装配后检测......................................325.2软件调试..............................................335.3实物调试..............................................33结论..........................................................35致谢..........................................................36参考文献.......................................................37附录1系统电路原理图.........................................39附录2印刷电路板图...........................................40V附录3实物图.................................................41附录4源程序.................................................42附录5英文原文...............................................74附录6中文译文...............................................78北方民族大学学士学位论文基于蓝牙的无线温湿度监测系统的设计与制作1前言当今社会生活中，温湿度在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，体现在了方方面面，随之产生的温湿度调节产品如空调，冰箱，加湿器等。研究温湿度领域有很好的前景。随着单片机技术的发展，自动控制变得越来越简单，很多复杂的系统变得简单化，操作方便，性能稳定，所以以单片机为核心控制器的无线系统也越受广大研究者的关注。在《农机化研究》2011年11期中，宁波大学信息科学与工程学院的陈宇灿等四位同学发表的《一种基于C8051F330单片机的无线温湿度监测系统》中，讨论了针对分散节点温湿度的监测，设计了基于单片机的无线温湿度监测系统。它以C8051F330单片机为核心的控制器，通过温湿度传感器HU-10S，无线收发模块nRF24L01和串行通信模块，完成对温湿度的实时监测。本系统可以检测温度范围在-20～115℃，测量的精度为0.1℃；测量湿度范围在20%RH～95%RH，测量误差小于±5%RH。在2009年第03期《吉林化工学院学报》中陈玲玲、刘凤鹍发表了《基于ZigBee的养殖场无线温