无线温度和湿度监测和控制系统外文翻译资料

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无线温度和湿度监测和控制系统

杨周 ¹，周翟迪 ²，清鹏岗 ³，温文才 ⁴

杭州电子科技大学电子信息学院，杭州 310018

摘要 - 传统的有线数据传输成本高，干扰大，而无线数据传输具有成本低，适用性好，干扰小等优点。因此，本文提出了一种基于 msp430 单片机的手持式无线温湿度控制系统，CC1101 无线收发模块和 DHT11 温湿度传感器。 该系统不仅可以通过手持设备接收数据，还可以通过 RS232 线与计算机连接。 在本文中，软件和硬件设计思想已经被提出。 实践表明，系统稳定，功耗小，可用于需要温湿度数据的各种场合。

终奌站。 温湿度测量系统主要负责温湿度数据的采集和发送。 接收终端从远处接收数据，并显示在 LCD 上。 接收端还负责温度和湿度报警，并与 PC 连接。 在特殊情况下，接收终端还可以将控制信息发送到温湿度测量系统，以控制温度和湿度。

数据

关键词：无线; 温度和湿度; CC1101，DHT11; msp430。	图 1.	系统总体结构。

一，导言

在日常的生产和生活中，我们经常需要知道某个地方的温度和湿度值。如果我们使用电缆传输数据，它将花费很多，但无线通信的成本较低，它建立了一个建筑物之间的连接时间很短，错误率很低。 因此，在电缆不能使用的环境中，无线通信更加实用。如果将接收机制成手持式，灵活性将大大提高。 目前，这种低功耗无线数据传输技术被广泛应用于工业和民用领域。

1. 整个系统的结构

A.设计思路

系统可分为数据采集部分，

手持数据接收部分。 如图 1 所示，第一部分是温度和湿度

测量系统，第二部分是温度和湿度的接收和显示

B.系统模型

数据采集端：数据采集端由 DH11 温湿度传感器，msp430

处理器和 CC1101 模块组成，其他部分为风扇和加湿器。 结

构如图 2 所示：

加湿器

图 2。 温湿度采集端的结构。

如图所示，DHT11 采集温湿度数据，这些数据经过 MCU

处理后传递给 CC1101，系统上电后立即工作。 每一段时间

收集数据。 风扇和加湿器由 MCU 控制，当温度和湿度阀门

大于一定值时，

相应的开关将打开，以在某些情况下控制温度和湿度。

数据接收端接收模块主要由 msp430 单片机，CC1101 模块，指示灯 LED，报警蜂鸣器，LCD 显示器等组成，结构如图 3 所示。如图所示，CC1101 接收数据时，实时温度经过 MCU 处理后，LCD 上会显示湿度数据，风扇指示灯和加湿器

指示灯用于显示数据监测结束时相应设备的工作状态。此

外，该模块具有 RS232 接口，方便与 PC 机连接，显示温度

和湿度变化更直观。

风扇

指示符

接口

图 3。 温度和湿度接收的结构

GDO2 引脚用作通用数字输出（DO），也可用作四种功能之

一：测试信号，FIFO 状态信号，始终输出，连续数据输入。

图 4 中显示了特定的连接：

			3.3V
			MOSI
			味噌
	MCU		CSn 的
				CC1101
			SCLK
			GDO0
			GDO1
		GND

• 4。CC1101 连接。

CC1101 工作流程：1.初始化 SPI 引脚 2. CC1101 复位。

1. CC1101 初始化。（状态可以从 CC1101 SO 引脚读取）。

初始化后，将 CC1100 切换到 IDLE 状态。 4.状态切换，

写入/读取 FIFO 数据。 在这个系统中，CC1101 工作在 433

• 1. 系统硬件

A. CC1101 无线收发模块

CC1101 是低于 1 GHz 的低成本无线收发器，专为低功

耗无线应用而设计。 主电路用于 ISM（工业，科学和医疗）

• SRD（短距离设备），频带分别为 315,433,868 和 915MHz，

但可以很容易地编程为其他频率，例如 300-348 MHz，387

-464 MHz 和 779-928 MHz。 CC1101 从改进

CC1100 射频收发器并兼容 CC1100.CC1101 的主要改进 lile：

改善了伪响应; 更好的闭合相位噪声，从而提高邻道功率

（ACP）性能; 较高的输入饱和水平; 提高输出功率; 扩

大的工作乐队。

CC1101 提供 6 个 I / O 端口，可直接与 MCU 相连.SCLK，

MISO，MOSI，CSn 均为 SPI 接口，负责 CC1101 工作模式切

换，RF 信道选择，RF 功率设置等。GDO1，

兆赫，20 兆瓦，有效距离约 200 米。

1. Msp430 微控制器

Msp430 于 1996 年由美国德州仪器公司发布。它是一款 16 位混合信号超低功耗处理器。 IC 内部包含 ADC 和 DAC，模拟比较器，通用数字模块（如 SCI，SPI，I2C，看门狗，PWM，CAP，时间/定时器）等多种外设。 因此可以降低外

围控制电路的复杂度，节省 PCB 空间，同时降低设计成本，提高系统的可靠性。 它完全符合一般应用的要求。

其主要特点是：1）功耗低; 2）处理能力强，单周期指令，硬件时间乘法器内部; 3）高性能仿真技术和丰富的芯片外设模块; 4）高稳定性的工业产品; 5）方便，高效的开发环境; 6）适应温度范围广，抗干扰能力强 7）体积小，灵活，性价比高。 为了适应工业运行环境，msp430的单片机工作温度为-40°C〜 85°C，产品可以在工业环境

中稳定运行。

1. DHT11 温湿度传感器

DHT11 是一款已经过校准的数字信号输出温度和湿度

传感器，它采用数字采集技术和温湿度传感器技术。 该传

感器包括一个电阻式湿度测量组件和一个 NTC 温度传感器

组件。与一个 8 位高性能单片微控制器的连接为传感器提

供了优异的质量，超快的响应，抗干扰能力，高性价比。

DHT11 提供了一个连接 msp430 的 I / O 端口。

40 位湿

度和温度数据每次发送到微控制器，数据由 CRC 校验。 所

以数据的准确性是有保证的。 DHT11 的功耗相当低，5 V

电源电压，最大平均电流约为 0.5 mA。

DHT11 数字温湿度传感器连接电路简单，只需一个 I / O

口即可连接到 MCU。 典型应用电路如下图所示：

VDD VDD

数据

MCU DHT11

GND

• 5。典型的应用电路。

DHT11 使用单个总线数据格式。 也就是说，一个数据

端口完成输入/输出双向传输。一个数据包是 5 个字节（40

位）。 通信时间少于 3 毫秒。 具体格式如下图所示。 一

个完整的数据传输包含 40 位，高位首先出现。数据格式：

8 位湿度整数数据 8 位湿度十进制数据 8 位温度整数数

据 8 位温度十进制数据 8 位校准。校准是前四个字节

的总和。

	湿度		温度		CRC
	整数	十进制	整数	十进制

MCU 发出启动信号（低电平），DHT11 从低速模式切换到

高速模式，然后在启动信号结束后立即给出响应信号，触

发数据采集，然后 40 位数据将会被发送，此时可以从 I /

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1. 端口读取温度和湿度数据。
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