嵌入式系统设计

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1、嵌入式系统设计课题名称：温室大棚温度无线测控系统班级：电信09301指导老师：王念桥课题制作者：李罕合谢谢程腾飞周旋江磊18嵌入式系统设计温室大棚温度无线测控系统的设计摘要随着大棚技术的普及，温室大棚数量的不断增多，对其温度的控制就显得非常重要，而利用科学技术改善大棚温度监测条件是符合社会主义新农村建设的指导思想的，因此，开发一种能够实时、准确地处理温度信息的无线测控系统就变得很有必要。本课题是基于单片机并采用1-wire总线技术和无线传输技术，设计一种应用于温室大棚的温度测控系统。它的原理是利用温度传感器将温

2、室大棚内的温度发给单片机处理，最后再通过无线传输模块、RS-232总线将采集的数据传送到计算机，进行温度的显示、处理和报警。整个系统设计分为硬件和软件两部分。在硬件方面，对硬件的各个环节都进行了仔细的分析、选取和设计。系统以单片机AT89S51为控制核心，采用温度传感器DS18B20进行数据采集，通过无线收发模块进行无线传输。在无线接收端，利用LCD液晶显示模块进行相关数据显示，并且单片机可通过RS232接口与计算机通信，进行温度的检测与控制。在软件方面，分为下位机软件与上位机软件两部分。下位机软件采用了C51

3、高级语言进行程序设计，实现软件编程的模块化和独立性，具有良好的可测试性和可靠性。上位机软件采用C++Builder作为开发环境，实现与下位机通信、数据处理与显示等功能。【关键词】：温室大棚；AT89S51；DS18B20；温度监控；无线传输1.1需求分析名称温室大棚温度无线测控系统目的实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析,结合作物生长规律,控制环境条件,使作物在不适宜生长的反季节中,可获得比室外生长更优的环境条件,从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。输入温度感应器、湿度感应器、亮

4、度感应器输出手机、中央控制中心功能管理人员不需要留在现场也能监测到大棚的情况生产成本较低功耗低性能好物理尺寸和质量适中18应用系统服务器中央控制中心路由器MA8-1手机InternetGRPSMA8-6RS-232亮度感应器温度感应器湿度感应器图1.1环测温控系统1.2课题研究内容本课题的任务是设计一个大棚温度无线测控系统，对温室大棚的温度进行监测和控制。本文将详细地介绍利用单片机制成的测温模块的软硬件设计和无线传输模块的具体应用，并给出温度传感器接口的软件设计方案以及上位机界面的设计方案。测量温度温度单片机数

5、码管显示无线发射模块通过串口把数据发送大棚的温度信息显示信息无线接收模块RS232接口电平转换电脑温度电信号图1.2大棚温度无线测控系统的信息流图2系统总体设计方案18本系统主要针对温室内温度，设计了以PC机为上位机,单片机为下位机的温室大棚的温度无线测控系统。综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求这三个方面之后,最终确定下位机以AT89S51单片机为控制核心,选用性价比比较高的传感器DS18B20，实现对温度精确测量与准确控制。当单片机检测到温度超过设定值时,则启动报警措施。下位机可以通过RS-232实现和上

6、位机的串行通讯。为了便于系统的调试、移植、修改,软件设计以C语言为基础,采用模块化设计,主要包括单片机的最小系统、数据采集模块、液晶显示模块、无线收发模块以及串行通讯模块。上位机使用C++Builder编写温度监控界面。系统的总体设计分为硬件和软件设计两方面，首先确定系统实现的功能，然后对硬件、软件分别进行规划，完成这些准备工作之后，就可以开始制作硬件电路，编写软件程序，在模块化调试结束后，进行软硬件联调，针对出现的问题对软硬件进行相应的修改，直到调试成功为止。系统的总体设计流程图如图2.1所示。明确功能要求软

7、件及硬件的功能分配硬件电路设计电路细节设计软件设计硬件调试软件调试需要开发工具支持软硬件联调程序固化需要程序烧写器支持运行有问题?结束软硬件修改YN图2.1系统总体设计流程图2.1系统工作原理单片机首先通过温度传感器DS18B20采集温室大棚的温度，再通过无线发射模块，利用单片机的串口进行编程，将测得大棚的温度一位一位地传送到监控室的接收模块中；接收模块通过RS232接口与电脑相连，把数据传给电脑。在上位机中，利用C++Builder编程，让电脑和单片机正常地进行数据传输，同时上位机界面显示大棚的温度，并对异常

8、的温度变化进行报警，实现对大棚温度的无线测控，保证了农作物在适宜的温度下生长。2.2系统组成整个无线监测系统主要分为三部分：即温度检测、无线传输和PC机对温度的监测环节。18温室大棚无线传输模块测温装置监控室的电脑图2.2系统的整体连接图（1）温度检测模块的组成在温度检测中,由单片机AT89S51主控制器所组成的最小系统以及外部接口模块主要有温度传感器(DS18B20)、LED八段码显