温室大棚参数无线监测装置的设计

刘寅生　李帅飞沈阳工学院



温室大棚参数无线监测装置的设计

刘寅生李帅飞
沈阳工学院

摘要：本文介绍了由单片机、DHT11温湿度测量模块、LCD1602显示模块、报警模块，NRF24L01无线传输模块等构成的温室大棚参数无线监测装置。软件部分应用了数字滤波方法，降低干扰，实现了温湿度参数的测量与无线传输。

关键字：温湿度测量 无线传输 数字滤波

1　系统总体设计

温室大棚参数监测装置组成：由单片机、测量模块、按键模块、无线传输模块、显示模块、报警模块等部分组成。通过温湿度传感对大棚内的固定点进行检测，完成温湿度的检测。温湿度数据经过DHT11集成模块输入单片机，单片机进行数据的处理，并且从机输出的温湿度数据，通过NRF24L01无线发射，让主机进行接收。总体系统组成如图1所示。

图1　系统结构框图

2　温湿度检测

采用集成的、温湿度采集一体的模块DHT11，其直接输出数字信号，硬件接口简单，软件程序编写容易。DHT11集成数字温湿度传感器模块是一款含有校准数字信号输出的温湿度复合传感器集成模块，它使用专用的数字模块采集和温湿度传感技术，能让产品具有比较高的可靠性和稳定性。传感器含有一个电阻式感湿元件和一个NTC测温数据的元件，并且可以和单片机直接相连接。

3　无线传送模块

采用无线传输模块NRF24L01进行数据传输，其可以直接和单片机的端口相连，硬件设计简单，程序编写容易。NRF24L01是一款新型的单片射频收发模块，工作在2.4 GHz～2.5 GHz 的ISM频段。内含有频率合成、功率放大、晶体振荡、调制等器件模块模块，它的输出功率和通信频道可以通过程序进行设置。NRF24L01功耗很低，在以较高的功率发射时，工作电流也只有9 mA；接收时，工作电流最大达到12.3 mA，多种低功率工作模式（掉电和空闲模式）使整体装置在运行时更为节省能源。

4　软件系统总体工作流程

当系统接上电源后，主机和从机都进行初始化，从机的功能为通过DHT11采集温度和湿度数据，将数据经过整理后发送给NRF24L01模块，NRF24L01模块将数据通过无线方式发送给上位机，上位机经过整理将数据发送给LCD1602显示，并且将接收到的数据与设定好的温度和湿度进行比较，判定是否达到限定值。主机程序流程如图2所示。

图2 主机程序流程图

5　总结

该装置以单片机为核心，采用DHT11温湿度测量模块测量温室参数，并通过 NRF24L01无线传输模块进行数据传输，系统构成简单。同时，对采集数据采用数字滤波方法进行降低干扰，即对温湿度传感器所采集到的数据进行多次累加求平均值来降低信号传输过程中的干扰，效果较好。

参考文献

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