基于单片机的无线环境监测系统设计毕业论文

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1、1前言1.1课题的目的及意义随着我国科技迅猛发展，工业化程度不断地得到提高，但自然生态环境却遭到了越来越严重的破坏。现实生活中，随着人们生活水平的提高，对生活环境的质量也提出来更高的要求。当前，国内用于民用的生活环境监测系统较少，环境监测点通常位置分散、地理条件复杂、无人值守，因此人工抄取各监测点的数据很不方便、执行效率低，有线方式收集各检测点的数据投入大、布线麻烦、传输距离有限，没有形成完善的监控网。环境检测技术被广泛应用于人们的日常生产和生活当中，传感器无疑是测量系统中重要的组成部分。但是伴随传感器而来的是大

2、量的数据线缆，众多的线缆不仅带来布线复杂的不便，而且存在着短路、断线隐患，成本高、易老化，错综复杂的线路还给系统的调试和维护增加了难度。同时对于一些临时使用的传感器，搭接线缆十分不便。因此，寻找一种便捷的、能够满足数据通信要求的无线通信技术，以解除线缆搭接复杂的困扰，成为一个亟待解决的问题。随着射频技术、微电子技术及集成电路技术的进步，无线通信技术取得了飞速的发展，无线通信的实现越来越容易，传输速度越来越快，可靠性越来越高，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。与有线方式相比，无线方式具有如下几个显著的特点:①

3、传输介质采用的是电磁波，特别适用于那些不适合或不方便架设电缆的现场。②在应用单片机编解码接口技术的无线通信系统中，采用多字节地址编码，收发器的数量不受限制。③具有电路简单、功耗小、体积小、成本低等优点。研究工业环境下的无线数据通信技术是近年来新的发展趋势，无线技术已经渗透到数据采集领域，本设计将传感器技术与数据无线传输技术结合，成功完成温度、亮度、湿度、噪声等检测与无线传输系统的硬件电路和系统软件设计，力图以无线化解决由铺设电缆带来的诸多问题，为工业控制带来便利。第68页，共102页随着单片机的广泛应用和通信技术

4、的日趋发展，超远程的实时监控越来越备受关注，尤其在国防和工业生产中更是起着无可替代的作用。针对上述情况，设计了一种基于单片机的环境监测无线网络系统。1.2环境监测技术现状近年来，随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围的不断扩大，对环境监测技术的要求也愈来愈高，各国专家都在有针对性地竞相开发各种特殊而实用的测量技术，并取得了重大进展。但目前我国环境监测仪器多是中小型企业生产，产品基本集中在中低档的环境监测仪器，远不能适应我国环境监测工作发展的需要。主要表现为：①技术档次低，低水平和重复生产严重，规模效益差。②

5、产品质量不高，性能不稳定，一致性较差，使用寿命短，故障率高。③研究开发能力较低，在线监测仪器的系统配套生产能力较低，不能适应市场的需要。1.3无线通信技术的发展及现状无线通信技术已经在我们的日常生活中得到了广泛的应用，目前应用广泛的短距离无线通信技术主要有IEEE802.11WLAN、蓝牙、IrDA、Home-RF、ZigBee、微功率短距离无线通信技术等。与目前己经具备相当规模的无线长距离通信网络相比，短距离无线通信系统在基本结构、服务范围、应用层次及通信业务(数据、话音)上，均有很大的不同。（1）IEEE80

6、2.11第68页，共102页802.11是个系列标准，由5个现行有效的标准802.11、802.lla、802.11b、802.1lb-Corl、802.11c和5个正在发展制定中的标准802.1le、802.11f、802.11g、802.llh、802.11i组成。IEEE802.llb技术标准是无线局域网的国际标准，自发布之日起就得到了广泛的应用，迄今为止仍是应用热点。该标准工作在2.4GHz的频段上，采用了补码键控(CCK)调制技术和直接序列调频(DSSS)技术，最大传输速率可达11Mbit/s，并且可以

7、根据情况的变化，在11Mbit/s、5.5Mbit/s、2Mbit/s、1Mbit/s的不同速率之间自动切换，且在2Mbit/s、1Mbit/s的速率时与802.11兼容，它从根本上改变了WLAN的设计和应用现状，扩大了WLAN的应用领域。现在，大多数厂商生产的WLAN产品都基于802.11标准。802.l1a标准与802.11b标准同年制定，它工作在5GHz频段上，使用OFDM(OrthogonalFrequeneyDivisionMultiplexing)调制技术，支持6、9、12、18、24、36、48和5

8、4Mbit/s的传输速率。802.llb与802.lla两个标准都存在着各自的优缺点。802.llb的优势在于价格低廉，但速率较低(最高11Mbit/s)，而802.lla优势在于传输速率快(最高54Mbit/s)且受干扰少，但价格相对较高。另外，802.llb与802.lla工作在不同的频段上，不能工作在同一接入点(AP)的网络里，因此802.llb与802.lla互不