物联网系统设计综合实践项目名称无线环境监测装置模拟专业班级物联网112班学生学号 2011133056学生姓名王海超指导教师惠鹏飞2014年11月23 日题目：无线环境监测装置模拟姓名：王海超班级：物联网112指导老师：惠鹏飞本设计用18D02温度传感器在探测端采集周围环境的温度数据，经过单片机处理，由NRF24L01无线模块发射传输至监测端，实时显示到液晶屏上。
同时，在监测端连接一个蜂鸣器，当俩无线模块连接出现问题时，蜂鸣器提示报警。
这样确保了对环境的实时监测。
摘要在科技飞速发展的今天，环境监测已经逐渐向现代化、自动化、科技化、科学化等发展，在农业、工作环境方面就显得尤为重要，特别是环境监测方面，怎样才能提高作物的产量、怎样的环境才是作物适应的，作物生长需要的什么样的温度、湿度，需要的光照度是多少；怎样才能在危险的区域施工而不用担心事故发生和减少因为外界环境变化而引起的事故。
这些信息我们怎样来获得，这就需要我们用科学的力量来解决这个问题，也正因如此，本课题就应运而生了。
本系统采用单片机为主控制器。
设计的主要思路是通过传感器监测环境温度、湿度的变化和光照的有无，并将采集的数据传输给单片机AT89S52进行初步处理，再通过带有自定义无线传输协议的电路传送给控制终端，并在控制终端上显示采集到的环境信息。
本课题主要由AT89S52单片机和NRF24L01无线传输模块制作一个监测探测，基于DS18B20、HS1101传感器及光敏电阻的温湿度和光强的自动检测系统，监测探测可以分别于各探测节点直接监测，并能传输当前探测到的环境温度、湿度和光照信息给终端节点，配合终端硬件设计完成整个终端部分的软件设计，目的是利用毕业设计的这段时间学习一种利用AT89S52型单片机对环境进行控制的方法。
关键词：单片机，NRF24L01，DS18B20，HS1101；AbstractIn technology rapid development today, environment monitoring has gradually to modernization and automation, technology and scientific development, such as in agriculture, working environment is particularly important, especially environment monitoring, how to increase crop yield, how to adapt to the environment is the crop, crop growth need what kind of temperature, humidity, need what is the light; How to in dangerous area construction and don't worry accidents and less because of external environment change and cause accidents. The information we can get, this needs we use the power of science to solve this problem, also because of this, this topic is made.This system mainly adopts single-chip microcomputer controller. Design of the main ideas is through the sensor to monitor the environment temperature, humidity changes and illumination, and will have collected data transmission give monolithic integrated circuit AT89S52 preliminary treatment and then through wireless transmission agreement with custom send control circuits, and in control terminals terminal display on environmental information collected.This thesis mainly by NRF24L01 AT89S52 SCM and wireless transmission module making a monitoring based on DS18B20, HS1101 detection, the temperature and humidity sensor and photoconductive resistance of light intensity, automatic test system for the difference in the monitoring detection can detect nodes directly, monitor, and detects to transmit the current environmental temperature, humidity and light information to the terminal node, with terminal hardware design to complete the whole terminal part of the software design, the purpose is to use of graduation design this time learning a use of AT89S52 SCM control type of environment method.Keywords: Microcontroller, NRF24L01, DS18B20, HS1101, photoconductive resistance目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (2)1.1 概述 (2)1.2 无线环境监测技术的研究现状 (2)1.2.1 温度传感器的概况 (2)1.2.2无线传输模块NRF24L01的概况 (3)1.3 本文研究的意义 (3)第2章方案设计 (5)2.1方案介绍 (5)2.2传感器模块 (5)2.3 主机控制模块 (6)2.4 显示模块 (6)2.5 无线收发模块 (6)第三章系统软件设计 (7)3．1系统通信软件设计主机CPU程序框图 (7)3．2系统通信软件设计从机CPU程序框图 (8)3．3．温度模块的设计 (9)第四章无线模块设计 (12)4.1发射模块 (12)4.2接收模块 (14)第五章硬件设计............................................................................ 错误！未定义书签。
结论. (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 概述环境监测是一项复杂而又十分细致的工作，温度、湿度、光强、风速、风向监测的工作量很大，一般不允许出错，如果实行手工操作，须人手进行大量复杂的工作，这就会耗费工作人员大量的时间和精力，计算机进行监测控制时，不仅能够保证温湿度等准确无误、而且快速及时，便于工作人员进行随时的监督与控制。
1.2 无线环境监测技术的研究现状进入21世纪后，无线环境监测系统网络迎来了新一轮的大规模研究和开发，出现了众多的用于军事的研究项目。
例如美国陆军的“灵巧传感器网络通信”项目、“无人值守地面传感器群”项目、“战场环境侦察与监视系统”项目，还有美国海军的“传感器组网系统”项目、“网状传感器系统”项目等。
这些项目的研究使得美国陆军和海军提高了作战能力，极其显著的是，军队的情报侦察和获取水平产生了质的飞跃。
我们可以看到无线环境监测系统网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。
1.2.1 温度传感器的概况最早的温度计是近代科学之父伽利略于1597年提出的，它是利用空气热膨胀原理的温度计。
然而这种温度计使用不便，因此开发了利用酒精和水银热膨胀的热体温度计，这就是最初机械温度计。
随着测量技术的发展，出现了温度传感器，例如热电偶，它是基于塞贝克发现热电势效应而制成的。
还有热敏电阻，它是根据金属和半导体的电阻随温度的变化而变化的原理而制成的传感器。
这些都属于基于物理原理的传感器。
而后，又出现了基于模拟电子技术的PN结传感器，晶体温度传感器等等嘲。
当今，由于用于感温的敏感材料越来越多，温度传感器的种类也越来越多。
特别是随着计算机技术和电子技术的发展，各种集成式、电子式的温度传感器相继出现，使温度传感技术已经相当成熟。
我们用的DS18B20就是数字温度的一个传感器，DS18B20数字温度计是DALLAS 公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
1.2.2无线传输模块NRF24L01的概况近年来，随着无线通信技术的发展，无线通讯设备的集成化越来越高。
本文介绍了一种选用高性能、低功耗的传输模块。
nRF24L01建立一个完整的系统所需的外部元件是晶振、电阻、电容和低成本的MCU,MCU和nRF24L01通过异步串行口或同步串行口连接。
nRF24L01 内嵌了ANT协议,可以方便地组建无线网络。
ANT是一个无线个人局域网（PAN）通讯技术,可以确保连接数据完整性,并是一个低成本、低功耗无线网络协议。
该协议调制方式是采用GFSK调制,支持星型和端对端等多种组网形式,支持的节点是2到数千个以上所以,它不但威胁到蓝牙应用还威胁到Zigbee 应用。
NRF24L01 是NORDIC 公司最近生产的一款无线通信通信芯片，采用FSK 调制，内部集成NORDIC 自己Enhanced Short Burst 协议。
可以实现点对点或是1 对6 的无线通信。
无线通信速度可以达到2M（bps）。
NORDIC 公司提供通信模块的GERBER 文件，可以直接加工生产。
嵌入式工程师或是单片机爱好者只需要为单片机系统预留 5 个GPIO，1 个中断输入引脚，就可以很容易实现无线通信的功能，非常适合用来为MCU 系统构建无线通信功能。