基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统设计_孙满旭.pdf

128新科技基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统设计孙满旭，田振龙，许源玮，张民煜（黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319）摘要： 本文以大棚温室为研究对象，以单片机微控制器为主控芯片，通过对温室大棚内的温湿度监测，设计一种基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统。通过 DHT11 数字温湿度传感器采集温室温湿度，经过单片机处理后在 LCD1602 液晶显示屏上显示空气质量，利用蓝牙模块的通信功能将温室内的温湿度测量值发送到手机 APP 上，可对温室内温湿度进行实时监测。关键词： 温室；温湿度；监测；系统；设计一、研究背景及意义中国是一个农业大国，自古以来农业在国民生产中占据着重要地位。随着我国进入新时代，我国各个行业的迅猛发展，尤其是国家对农业的投入成本日益增大，促使了我国由传统农业向精准农业的快速转变。现代温室通过科学技术实现了对温室环境参数的监测，更好的实现了对温室的控制使用，改变了过去靠天吃饭的现状。温室大棚技术虽然取得的快速的发展，但在温室环境监测方面还存在一定的局限性，限制了我国温室农业的长远发展。基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统正是在这样的背景之下，立足于研究符合我国国情的温室监测体系，具有一定研究价值和现实意义。二、系统总体方案设计基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统主要关键元件选择部分为以下几个模块：温湿度采集模块、温湿度显示模块以及蓝牙通信传输模块，接下来将重点叙述完成这个系统功能方案的选择与设计。（一）作为核心控制系统的单片机的选择是重点之一，考虑其系统设计性价比，工作的稳定性，便于开发和功耗等因素。基于以上几点要求系统采用 51 系列单片机作为硬件核心，以STC89C52 作为代表，该系列单片机具有低功耗、双 DPTR、C 语言代码编写简单、通用性强等优点。（二）显示模块是人与机器最直接交流的窗口，为了实时显示温室温湿度监测系统的状态以及操作状态，系统通常设计有显示模块，通常采用的显示模块有 LCD12864 显示屏和LCD1602 显示屏。由于系统不需要显示丰富的内容，只需要显示温度数值即可，因此系统选择 LCD1602 显示屏。三、主控芯片的选择与设计基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统采用 STC89C52 单片机，该单片机既可以满足基本要求，又具有简单的记忆存储功能，而且价格相对便宜，STC89C52 单片机设计所使用外部管脚 P0、P1、P2、P3 口都可以作为 I/O 口使用，既可以作输出口，也可以作输入口。四、温湿度传感器的选择与设计DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。五、LCD1602 显示模块设计在单片机控制系统中，使用 LCD1602 来显示温度、温度的上限值、下限值。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。六、蓝牙通信模块设计为了能够及时实时对温室空气温湿度进行监测，系统利用蓝牙通信模块与手机进行连接，可以直观随时观察空气中粉尘及温湿度的相应值并作出决策。基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统采用 SPP-CA 蓝牙模块，该蓝牙模块支持UART 接口，并支持 SPP 蓝牙串口协议，具有成本低、体积小、功耗低、收发灵敏性高等优点，只需配备少许的外围原件就能实现强大的功能。SPP-CA蓝牙模块的电路设计如图3所示：图 3 用 SPP-CA 蓝牙模块电路设计图如图所示，SPP-CA 蓝牙模块外围管脚 GND 接地，VCC接电源，RXD 接单片机 P31 管脚，TXD 接单片机 P30 管脚。SPP-CA 蓝牙模块具有无线传输功能，能够将单片机处理的数据信号通过无线传输功能传送至手机 APP，通过 APP 更直观的实时掌握温室温湿度数据。七、结束语由于温室环境监测复杂，我国在温室环境监测方面还存在一定的局限性，正是在这样的背景之下，设计一种基于蓝牙通信的温室温湿度监测系统。系统通过蓝牙通信模块将温室中的空气中温湿度测量值发送到手机 APP 上，可对温室温湿度进行实时监测，对实时掌握温室温湿度并对温室环境控制提供基础数据，具有较强的实际应用意义。具有一定研究价值和现实意义。参考文献：1康华光.电子技术基础数字部分M.北京：高等教育出版社 ,2008.2 李全利 . 单片机原理及应用技术 . 北京：高等教育出版社 .2009.作者简介：孙满旭（1994 年 9 月）男，黑龙江省肇州县，黑龙江八一农垦大学电气与信息学院电子信息工程专业本科在读。DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.006433