毕业设计（论文）-基于蓝牙技术的智能气象站系统设计

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1、泉州师范学院毕业论文（设计）题目基于蓝牙技术的智能气象站系统设计TheDesignofIntelligentWeatherStationSystembasedonBlootoochTechnology物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业07级1班学生姓名学号指导教师职称副教授完成日期2011年4月15日教务处制35基于蓝牙技术的智能气象站系统设计物理与信息工程学院07级电子信息科学与技术指导教师副教授【摘要】一种基于HC-06蓝牙模块的智能气象站系统，系统采用STC系列单片机控制，以DHT21温湿度传感器和根据时差法

2、原理的超声波传感器实现对环境的温湿度和风速风向进行采集，并通过蓝牙无线传输到接收模块将温湿度和风向风速数据显示在LCD1602上。DHT21数字温湿度传感器数据线为单总线；超声波测风模块通过单片机发射40kHz的脉冲信号，应用CD4052选通发射与接收回路。【关键词】STC89C52HC-06蓝牙模块DHT21超声波传感器智能气象站35目录第一章引言41.1本设计的背景41.2本设计的系统方案41.2.1系统的功能实现41.2.2系统的技术实现4第二章气象站系统的组成框图42.1气象站发送模块框图52.2气象站接收模块框

3、图5第三章气象站系统硬件设计53.1发送与接收模块的单片机最小系统53.2发送与接收模块的无线通信模块——HC-06蓝牙模块63.2.1蓝牙技术简介63.2.2HC-06蓝牙模块部分电路63.3DHT21数字温湿度传感器73.3.1DHT21简介73.4超声波风速风向传感器及其电路部分93.4.1超声波风速风向传感器原理93.4.2超声波风速风向传感器电路组成原理113.4.3超声波测风方案设计论证143.5气象站系统的报警模块143.6气象站系统的电源部分153.7发送与接收模块的MAX232串口电路153.8接收模块

4、显示电路16第四章气象站系统的软件设计164.1气象站系统的主程序流程164.2系统子程序流程图174.2.1发送模块DHT21温湿度子程序流程图174.2.2发送模块超声波测风子程序184.2.3接收模块LCD1602显示程序194.2.4报警子程序20第五章气象站系统调试20第六章总结21致谢2235参考文献22附录23附录1发送模块原理图23附录2接收模块原理图24附录3发送模块PCB图24附录4接收模块PCB图25附录5系统程序25第一章引言1.1本设计的背景温度、湿度、风速、风向等气象条件与生产生活密切相关，如

5、果采用人工进行定时监测，不仅浪费大量的人力，而且不能做到实时监控；如果采用有线测控系统则需要铺设光缆或电缆，这样不但增加了成本，而且降低了系统的灵活性和可扩展性，还具有线路多、布线复杂、维护困难等缺点，使用区域也有一定的局限性。针对上述的问题，提出了采用传感器技术、自动控制技术和无线蓝牙技术相结合的智能气象站系统对环境气象进行实时监测。与多种无线通信技术[1]相比，蓝牙技术具有应用广泛性，传输速率高，穿透性强，低功耗及准确性等优点。机械式风向风速传感器因其易损坏、精度不高等缺点，而逐渐被更优良的传感器所代替，其中基于时差

6、法的超声波风速风向传感器就是其中之一。1.2本设计的系统方案1.2.1系统的功能实现通过温湿度及风速风向传感器采集环境的温湿度、风速风向信号，将信号处理然后通过无线传输到距离十多米的地方进行显示，实现实时监测环境的温度、湿度、风向和风速，给人们生产生活提供环境气象参数，从而合理的安排生产生活。1.2.2系统的技术实现1.DHT21数字温湿度传感器，内部包含一个电容式感湿元件和NTC测温元件，还有A/D转换模块，实现温湿度数字信号输出。同时DHT21又是单总线形式，与单片机相连减少了I/O口的使用。2.超声波测风模块，根据

7、时差法原理，在一定距离下分别测量超声波的逆风和顺风传输时间，然后通过公式求解风速的大小。然后分别测得两个垂直方向的风速，再通过公式计算出此时的风向。理论上风速测量范围可以通过调整传感器的距离而改变。3.采用STC89C52单片机控制单元[2]，产品较为普遍，价格便宜，易于控制。对STC89C52用C语言编写程序，可读性较好。4.无线通信采用全球广泛使用的蓝牙技术，本设计采用HC-06蓝牙模块，该模块可实现十米35的无线数据传输。5.LCD1602液晶显示器为工业字符型液晶，能够显示32个字符，可实现对数据进行简单显示。第

8、二章气象站系统的组成框图气象站系统分为发送和接收两个模块：发送模块主要由温湿度采集模块、风速风向采集模块、单片机控制模块、蓝牙发送模块、报警模块和电源模块等组成；接收模块主要由蓝牙接收模块、单片机控制模块、液晶显示模块、电源模块和报警模块等组成。具体框图如下：2.1气象站发送模块框图DHT21报警器STC89C52单