基于GSM的带语音功能的温湿度测试仪

刘毅　王诗雨　何为　徐建　张建强　赵国军　杨标

【摘 要】利用STC89C52单片机，DHT11温度湿度传感器，GSM模块，DS1302时钟芯片，WT588D语音模块，设计一种具有时钟显示功能并有报警功能以及带语音功能的温湿度测试仪。系统启动后，DHT11温度湿度传感器采集温度湿度值，并把数据传入单片机中进行处理得到摄氏温度和相对湿度值，将结果输出到12804液晶显示模块进行显示，并通过按键控制语音播报功能，系统可自定义报警温度，当温度达到一定值时自动报警。并通过GSM模块远距离传送实时数据到用户手机，系统性能指标：温度测量范围0～50℃，精度1℃；湿度测量范围20%RH～90%RH，精度1%RH。本测量仪具有较高的稳定性、准确性和实用性。

【关键词】单片机；温湿度传感器；GSM无线传输；语音播报；远程报警

【Abstract】Using STC89C52 microcontroller，temperature humidity sensor DHT11，GSM module，DS1302 clock chip，WT588D voice module，design a kind of has the function of clock display and alarm and temperature and humidity tester with voice function.After system boot，DHT11 temperature humidity sensor to collect temperature humidity value，and put the data into single chip microcomputer for processing get Celsius temperature and relative humidity value，will be output to 12804 LCD module for display，and through the keys to control the speech function，system can customize the alarm temperature，automatic alarm when the temperature reaches a certain value.And long distance transmission by GSM module real-time data to the users phone，the system performance indicators： temperature measurement range 0～50℃，1℃ accuracy；Humidity measurement range 20% RH to 90% RH， precision1%RH.This instrument has high stability，accuracy and practicability.

【Key words】Microcontroller；Temperature and humidity；GSM wireless transmission；Speech；Remote alarm

0 前言

温度湿度是自然界中和人类打交道最多的两个物理参数，无论是在生产实验场所还是居住休闲场所，温湿度的采集都十分频繁和重要，而且温湿度的测量在工业中使用的也越来越广泛。本文介绍的温湿度测试仪利用STC89C52作为微控制中心，配合DHT11温度湿度传感器采集数据，具有实时显示温度湿度与时间的功能、语音报警功能、语音播报功能、GSM远距离无线传输功能等。

1 系统工作原理及硬件设计

1.1 系统基本构成

本系统主要包括、温湿度传感器模块、GSM移动通信模块、液晶显示模块、语音模块和报警模块、时钟模块、微处理器控制模块等。系统总体框图如图1所示。

本系统利用STC89C52作为系统控制中心，通过DHT11温度湿度传感器、ds1302等采集数据，把数据传给单片机处理后，进行12864液晶显示，并通过按键进行实时温湿度语音播报，系统用户可自定义报警上下限温度值，当温度达到设置值时可自动语音报警。

2 系统硬件设计

本系统通过温湿度传感器检测环境中的实时温湿度、ds1302实时时间、单片机对采集到的信号进行处理，利用GSM通信网络，充分利用GSM网络覆盖广、可靠性高、不受距离限制等优点，实现实时数据采集和远程监控，现场语音播报与报警，将隐患温湿度用短信方式发送至用户手机。

2.1 传感器模块

本系统选用DHT11数字温湿度传感器，此传感是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，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。

2.2 语音模块

本系统采样W588D语音模块，该模块使用按键控制，内置WT588D-20SS语音芯片，音频采用PWM输出方式，直接接扬声器，当按键按下后，把当前采集到的数据传给单片机，数据处理后通过单片机传给语音模块，播报出当前的摄氏温度，相对湿度与实时时间。温度达到用户设定的报警值后，单片机将报警信号传给语音模块，进行语音报警。

2.3 GSM移动通信模块

GSM无线通信传输选用SIM900A为主模块，该模块内置TCP/IP协议栈的GSM/GPRS模块，SMT封装，基于STE的单芯片，是一款紧凑型模块。SIM900A采用ARM926EJ-S架构，具有短信息服务功能、短信息区域广播功能、回复呼叫信息功能等，可应用于无人机跟踪，车载系统，交通管理系统，无线POS等众多领域。该模块本身不能单独工作，必须配合相应的外围电路如SIM卡连接电路电源、供电电路、开关电路等。微处理器控制外围电路，提取当前的状态信息转换成Unicode码，使用PDU（中文短信）方式通过SIM900A向目标手机发送短信。另外，通过PC机串口在各支持串口通讯的软件下与WISMO通讯，下达指令或上传信息，它们之间的通过AT指令实现通讯，是一问一答的形式。本系统调试所需要的AT指令如表1所示。

3 系统软件设计

软件的设计如图3所示，工作流程为：当系统启动后，系统首先进入各模块初始化状态，用户设置温度报警值后进行环境温湿度的采集，把测量到的温湿度数据与时间显示出来，判断温度是否达到设定的报警值，若达到则自动启动语音报警并通过GSM模块无线传输到用户手机。判断当前播报按键是否按下，若按下则进行语音播报温湿度与时间。

4 结论

本设计将无线移动通信技术与单片机检测报警功能有效结合起来，当环境中出现温湿度隐患时，系统不仅能现场发出语音报警，记录时间，播报超出设定值多少，而且能将报警信号通过GSM以短信的方式发送至特定的手机，即使用户不在待测环境中，也能知道实时环境情况，从而采取有效应对措施。本设计电路简单、功能较为完备，而且系统性能稳定、易于扩展、性价比高，可以推广应用。

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[责任编辑：田吉捷]