溫室大棚參數無線監測裝置的設計

劉寅生　李帥飛沈陽工學院

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溫室大棚參數無線監測裝置的設計

劉寅生李帥飛
沈陽工學院

摘要：本文介紹了由單片機、DHT11溫濕度測量模塊、LCD1602顯示模塊、報警模塊，NRF24L01無線傳輸模塊等構成的溫室大棚參數無線監測裝置。軟件部分應用了數字濾波方法，降低干擾，實現了溫濕度參數的測量與無線傳輸。

關鍵字：溫濕度測量 無線傳輸 數字濾波

1　系統總體設計

溫室大棚參數監測裝置組成：由單片機、測量模塊、按鍵模塊、無線傳輸模塊、顯示模塊、報警模塊等部分組成。通過溫濕度傳感對大棚內的固定點進行檢測，完成溫濕度的檢測。溫濕度數據經過DHT11集成模塊輸入單片機，單片機進行數據的處理，并且從機輸出的溫濕度數據，通過NRF24L01無線發射，讓主機進行接收。總體系統組成如圖1所示。

圖1　系統結構框圖

2　溫濕度檢測

采用集成的、溫濕度采集一體的模塊DHT11，其直接輸出數字信號，硬件接口簡單，軟件程序編寫容易。DHT11集成數字溫濕度傳感器模塊是一款含有校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器集成模塊，它使用專用的數字模塊采集和溫濕度傳感技術，能讓產品具有比較高的可靠性和穩定性。傳感器含有一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫數據的元件，并且可以和單片機直接相連接。

3　無線傳送模塊

采用無線傳輸模塊NRF24L01進行數據傳輸，其可以直接和單片機的端口相連，硬件設計簡單，程序編寫容易。NRF24L01是一款新型的單片射頻收發模塊，工作在2.4 GHz～2.5 GHz 的ISM頻段。內含有頻率合成、功率放大、晶體振蕩、調制等器件模塊模塊，它的輸出功率和通信頻道可以通過程序進行設置。NRF24L01功耗很低，在以較高的功率發射時，工作電流也只有9 mA；接收時，工作電流最大達到12.3 mA，多種低功率工作模式（掉電和空閑模式）使整體裝置在運行時更為節省能源。

4　軟件系統總體工作流程

當系統接上電源后，主機和從機都進行初始化，從機的功能為通過DHT11采集溫度和濕度數據，將數據經過整理后發送給NRF24L01模塊，NRF24L01模塊將數據通過無線方式發送給上位機，上位機經過整理將數據發送給LCD1602顯示，并且將接收到的數據與設定好的溫度和濕度進行比較，判定是否達到限定值。主機程序流程如圖2所示。

圖2 主機程序流程圖

5　總結

該裝置以單片機為核心，采用DHT11溫濕度測量模塊測量溫室參數，并通過 NRF24L01無線傳輸模塊進行數據傳輸，系統構成簡單。同時，對采集數據采用數字濾波方法進行降低干擾，即對溫濕度傳感器所采集到的數據進行多次累加求平均值來降低信號傳輸過程中的干擾，效果較好。

參考文獻

［1］王世明，王冰.現代農業溫室系統［J］.山西農業科學，2008第六期32-65.

［2］畢玉革.我國現代溫室環境控制硬件系統的應用現狀及發展［J］.農業化研究，2009年第3期72-85.

［3］范薇薇.基于無線傳感器網絡的溫室控制系統研究［D］.中國知網，2010：90-105.

［4］王中心.溫室土壤溫濕度無線信息采集與監控系統的設計與實現.中國知網，2010：135-169.