1、本科毕业论文（20 届）基于蓝牙的无线温度采集系统设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要:本课题设计的是一套无线温度数据采集系统，主要用于对环境温度的采集与监控。系统采用基于无线网络的设计思想和温度采集技术。无线传输可让远程布线所带来的施工麻烦减少，成本大的劣势。本设计用单片机 AT89C51 为主的硬件，设计了包括检测温度，温度显示，系统控制，串口通信等外围电路。单片机 AT89C51 作为主单片机完成测量和控制以及与通信单片机的数据通信、无线收发控制等功能。无线温度数据采集系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集，并将结果传输到上位机
2、，以达到对温度的比较、控制。关键词 ： AT89C51 温度采集 蓝牙模块 DHT11 温湿度传感器 指导老师签名：Based on the bluetooth wireless temperature acquisition Abstract:This paper introduces a kind of wireless monitoring system which is used to control temperature condition. The system adopts wireless network and temperature collect technique.
3、The wireless communication can avoid the shortcoming of remote wire transmission, such as large wastage, high cost etc. This design uses AT89C51，The monolithic integrated circuit is the main hardware， In order to realize design goal this design including temperature gathering， the temperature demons
4、trated that， the systems control， strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence.The main MCU (AT89C51) takes charge of measurement，control and communication with the communication MCU. The communication MCU (AT89C51) is used to control receiving and sending data in the wi
5、reless communication. The system wireless temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit， with real-time temperature gathering， transmits to on position machine，by achieves to the temperature comparison， the control.Keywords: AT89C51 Temper
6、ature gathering Bluetooth Module DHT11 Temperature Humidity SensorSignature of Supervisor：目 录1 绪论2 方案论证2.1 温度采集方案 .22.2 无线数据传送方案 .22.3 显示界面方案 .23 系统总体设计3.1 系统总体分析 .43.2 设计原理 .54、各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51 单片机介绍 .74.2 DHT11 温度传感器简介 .84.3 蓝牙模块介绍 .104.4 蓝牙串口通信助手 .124.5 1602 液晶显示屏介绍 .145、各部分电路设计5.1 电源电路 .155
7、.2 复位电路 .155.3 串口电路 .175.4 显示 电路 .185.5 系统整体电路图 .196 程序分析与设计7、制作与调试7.1 硬件调试方法 .217.2 软件调试方法 .21结论 .23参考文献 .24致谢 .25附录 1：硬件总图 .26附录 2: 温度采集部分编程 .2711、绪论现代工业和农业的生产，对数据采集的传输大部分是有线的，因为有线传输的距离、速率和抗干扰能力都比无线好；但对那些很偏的或不方变搞线缆的地方进行温度检测时，采用无线就要优于有线了对于这个功能，设计无线数据采集与监控系统的无线传输。该系统主要收集 Atmel 公司的 AT89C51 单片机为控制处理核心
8、，它已经完成了收购中的数据处理和无线数据传输的控制权。AT89C51 单片机是一款低功耗/低电压/高性能 8 位微控制器，可编程芯片与/擦除/只读存储器 8KB。在同行业中处于领先水平的无线收发器的数据传输蓝牙模块 DHT11 的优秀芯片的性能，它包括一个电阻元件和湿 NTC 温度测量装置感，并配有高性能的 8 位微控制器相连。因此，该产品具有优良的品质，响应速度快，抗干扰能力强，性价比极高等优点。在本文中，主要说明组合微控制器和蓝牙无线数据收发模块，形成了无线数据传输和计算机单芯片无线数据传输系统。包括：如何选择正确的系统的无线数据传输模块的器件，如何设计基于选定的设备，如何编写控制无线数据
9、传输设备上的外围电路和微控制器接口电路的需求进行数据传输单片机程序，和一个简要介绍了数字式温度传感器的应用。22、方案论证2.1 温度采集方案方案一：模拟温度传感器。热敏电阻，温度值转换为电压值通过抽真空操作放大 A/D 转换器将模拟信号转换为数字信号，然后通过比较计算出的温度由微控制器。优点：应用范围广，特别是在工程领域，采用不同的热敏电阻可实现超低温测量。缺点：必须使用高速 A/D 转换器，系统复杂，成本高，而且还引入非线性误差，所不同的是通过软件修正。方案二：采用 DHT11 温湿度传感器，该传感器采用单总线接口，能方便的与单片机通信。测温范围从 0到+50,测温精度为2，完全满足本设计
10、的要求。缺点：不能实现高温与低温测量。从上各种因素，我们采用 DHT11 温湿度传感器方案。2.2 无线数据传送方案方案一：使用 GSM 模块。GSM（公共数字移动通信网络）系统是基于在移动通信系统中的时分多址技术比较成熟，完美，最广泛使用的系统，该设计可用于发送短消息业务的温度数据。优点：网络覆盖范围，实现远距离传输。缺点：成本高，无法实现实时。方案二：该采用蓝牙无线传输模块 ATK-HC05-V11，它是一款高性能的主从一体蓝牙串口模块，可与各种电脑，蓝牙主机，手机，PDA，PSP 和与蓝牙配对等智能终端，该模块支持很宽的范围的波特率：4800 - 1382400，模块是 5V或 3.3V
11、 兼容单片上系统，可以很容易与您的产品连接。非常灵活，使用方便，接口功能，支持的波特率 TTL，3.3V/5V 兼容的微控制器系统4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800、921600、1382400，具有主从一体，指令切换，默认为从机，带状态指示灯，带配对状态输出等特点，通信距离达到 10M 模块尺寸，工作电压为 DC3.3V5.0V，模块通过 6个 2.54mm 间距的排针与外部连接间距引脚与外部连接模块和微控制器的连接只需要最低限度的四行可以：VCC，GND，TXD，RXD，VCC 和 GND 为电源的模块，该模块被连接到微控制器的
12、 RXD TXD 和 RXD 和 TXD 可以。该模块是 5V 和 3.3V的微控制器系统兼容，可以方便地连接到你的系统里面去，和 ATK-HC05 模块是非常紧凑的。所以基于上述考虑，采用方案二。 32.3 显示界面方案方案一：采用数字显示，优点：结构简单，成本低。缺点：只能显示有限的测量点和符号。 方案二：采用 LCD 显示屏。英文操作提示可以方便的人机交流。多点温度值可同时显示，可以通过键盘或显示器浏览一个测量点的温度快速滚动。本系统设计为多点温度采集情况，所以选择 LCD 显示。43、系统总体设计3.1 系统总体分析无线温度数据采集系统是一个基于微控制器的 RF 无线温度检测装置，通过
13、收购部分的温度设计，发送/接收的显示元件的温度采集部分由 8 线数字温度传感器，AT89C51 单片机，电源电路的一部分，看门狗电路，复位电路，1602 LCD 电路，收集在单芯片处理在数字显示器上的温度数据，并传输到接收单元。送无线传输的一部分 ATK-HC05-V1.0 模块集成了高频发射，高频接收，PLL 合成，FSK 调制，参量放大，功率放大，频道切换等功能，微控制器不能直接与沟通一无线模块，通过串行电路所需的数据传输，串口电路采用 RS232串口通信电路，显示部分采用 1602 液晶显示屏，AT89C51 单片机以及单片机的外围电路由独立按键电路，晶振电路，复位电路组成。系统设计框图
14、如下：图 3.1.1 发送模块系统框图5图 3.1.2 接收模块系统框图3.2 设计原理无线温度采集系统是一个基于蓝牙无线模块上的温度检测装置。该系统由温度获取部分和发射器/接收器，以及显示芯片。温度采集部分由温度传感器DHT11，单片机 AT89C51，低功耗无线收发模块等组成，采用寄生电源 VDD传感器和 GND 同样的方式，地面，温度传感器连接在 P1.0 口。打开电源后，本系统由单片机 AT89C51 向单线数字温度传感器 DHT11 芯片发出指令进行测温根据 DHT11 的通讯协议，主机控制 DHT11 温度转换必须通过三个步骤完成：DHT11 必须重新设置之前，每次读，写，一个成功
15、的 ROM 命令后发送一个复位，最后一个命令发送的 RAM，这样才能开展 DDHT11 预定的操作。复位请求数据线下来的主 CPU 500 微秒，然后释放，等待约 DHT11 的信号后，收到了 16 到 60微秒到 240 微秒 60 低脉冲存在的问题后，主 CPU 收到此信号表示成功复位。在硬件上，使用寄生电源微控制器 DHT11 的连接，然后 UDD，GND 接地，I/O 的微控制器连接到微控制器的 I/O。然后将数据传送给单片机 AT89C51，8 个数据传输两次，然后可以通过编程来从数字显示四个数据，因为有一个 51 单片机的全双工串行通信口，所以模块之间的微控制器和无线收发器的串行通
16、信。正负温度数据的第一序列，当前温度是与 3 后小数点。数据也被提供到用于无线传输的低功率无线传输模块。通信满足一定的条件，如计算机的串口是 RS232 电平，而单片机串口的 TTL 电平，必须有两者之间的电平转换电路，我们使用一个专用芯片 MAX232 进行转换。无线传输温度数据主要是基于低功耗无线传输模块PTR2000 无线数据传输模块是关键设备的无线收发芯片，设计选择的蓝牙模块6HC-06。接收数据，发送 AT89C51 单片机控制。首先，系统必须被初始化，从而使微控制器在串行通信，利用单片机的中断响应，相应的引脚蓝牙模块的控制，接收或发送数据。通过无线发送和接收的数据被转移到 AT89C51 单片机的接收结束之前，显然后的数据到微控制器的数据表 1602 可以通过液晶显示器显示出来。 1602 液晶显示模块是一个缓慢的显示，所以在执行之前，每个指令必须确认模块的忙标志为低，这意味着忙，否则该命令将失败。输入所显示的字符首地址显示字符，这是哪里的人物告诉模块显示。最后，通过比较液晶屏和手机屏上的温度数据，以确定数据的无线传输的温度是正确的。
