系部：电子与通信工程系学生
目 录
1 绪论 6
1.1 背景及意义 6
1.2工作原理 6
2 系统总体设计 7
2.1 系统的整体结构 7
2.2课题需要完成的任务 7
3 系统硬件设计 8
3.1主控制器的选用 8
3.2无线传感器nRF905模块 8
3.2.1芯片结构 8
3.2.2 接口电路管脚说明 8
3.2.3 nRF905工作方式 10
3.2.4 nRF905模块配置 11
3.2.5 nRF905与单片机的硬件连接原理图 11
3.3 温度传感器DS18B20 12
3.3.1 DS18B20主要特性 12
3.3.2 DS18B20的外部结构 12
3.3.3 DS18B20的数据处理 13
3.3.4单片机与DS18B20的硬件连接原理图 14
3.4湿度传感器DHT11 14
3.4.1 DHT11接口说明 14
3.4.2 DHT11与单片机的硬件连接 15
3.5LCD1602液晶显示模块 15
3.5.1控制器接口说明 15
3.5.2基本时序操作 16
3.5.3显示数据存储器（DDRAM） 16
3.5.4 LCD1602控制命令字设置 16
3.5.5单片机与LCD1602的硬件连接原理图 16
3.6控制执行单元的设计 17
3.7 PC机与单片机之间的RS485通信 18
4系统软件设计 18
4.1主机软件设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
计 18
4.1.1主程序设计 18
4.1.2 nRF905软件设计 18
4.1.3主机串口软件设计 22
4.2从机软件设计 23
4.2.1从机主程序设计 23
4.2.2 DS18B20温度采集软件设计 23
4.2.3 DHT11湿度采集软件设计 23
4.2.4LCD1602软件设计 26
5上位机软件设计 27
5.1 VB6.0特点 27
5.2 MSComm控件 27
5.2.1 MSComm控件的主要属性 27
5.3 VB程序设计 27
5.3.1 程序详细设计 27
5.3.2 系统界面 27
6调试 29
6.1LCD1602液晶显示模块在设计过程中遇到的问题和解决方法 29
6.2串口设计过程中遇到的问题和解决方法 29
6.3 DS18B20设计过程中遇到的问题和解决方法 30
6.4控制执行单元设计过程中遇到的问题和解决方法 30
结论 31
附录 32
附录1 硬件原理图 32
附录2源程序代码 33
参考文献 46
致谢 47
1 绪论
1.1 背景及意义
温室控制技术是当今农业发掘的重要组成部分，对于长期温室大棚低效，昂贵的生产成本，消耗了大量的人力资源等缺点，温室智能控制系统可以解决这些问题。这个系统主要是由上位机和下位机模块组成，下位机主要是对温室环境因素中的温度和湿度等进行检测，并按照一定的通信数据到主计算机，上位机实时接收下位机组上传数据使用户能够远程监控温室环境参数，从而实现温室智能控制，为了实现农作物优质，高产量，高效栽培的效果。
1.2工作原理
智能温室控制系统基于无线射频技术，无线温湿度测量和控制系统。该系统由三个单芯片模块组成，其特征在于，两个模块被用作从机器收集的数据，接收模块另一数据被用作主机。从机收集温室的温度和湿度，把收集来的数据发送到LCD1602上显示，无线发射机模块nRF905的温度和湿度将收集要发送到主机，主机将接收到的数据通过串行端口发送到上位机，上位机显示温室数据给用户，从机微控制器与预设值比较所收集的数据，确定是否启用执行控制单元，为了实现智能控制的目的。
2 系统总体设计
2.1 系统的整体结构
本系统包含一台主机和两台从机。系统的整体结构框图如图2-1所示。
从机1
主机
从机2
图2-1 系统整体结构框图
2.2课题需要完成的任务
一、完成系统的硬件设计与调试。
二、需要制作关于收集温湿度程序的设计。
三、做出一个用LCD1602来显示温湿度程序的设计。
四、完成nRF905无线收发模块收发数据的程序设计。
五、实现主机和从机能通过串口来通信的程序设计。
六、完成控制执行单元软硬件的设计。
七、完成VB上位机程序的设计。
3 系统硬件设计
3.1主控制器的选用
该系统的主要部件包括：主芯片，DS18B20温度传感器，DHT11湿度传感器，nRF905的无线模块。市场上最常用的微控制器上STC89C51微控制器有一个简单的结构，良好的可控性，I / O口更方便地下载该程序，价格低，在与该系统的设计要求，所以使用STC89C51微控制器作为主控制器。
3.2无线传感器nRF905模块
3.2.1芯片结构
nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率、放大器等模块，使用非常方便其详细结构如图3-1所示。
图3-1 nRF905的详细结构图
3.2.2 接口电路管脚说明
nRF905封装如图3-2所示。
图3-2 nRF905封装
各引脚说明如表3-1所示。
表3-1 nRF905管脚说明表
管脚 名称 管脚功能 说明
1 VCC 电源 电源+1.9-3.6V DC
2 TX_EN 数字输入 TX_EN=1发送模式 TX_EN=0接收模式
3 TRX_CE 数字输入 使能芯片发射或接收
（2）没有SPI接口的单片机可以模拟SPI。
3.2.3 nRF905工作方式
nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三个引脚决定，其工作模式如表3-2所示。
表3-2 nRF905工作模式
C．若从机上的nRF905检测到的载波频段与自身的相同时，CD=1；
（2） GND：电源地。
（3） VDD：外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
1 绪论 6
1.1 背景及意义 6
1.2工作原理 6
2 系统总体设计 7
2.1 系统的整体结构 7
2.2课题需要完成的任务 7
3 系统硬件设计 8
3.1主控制器的选用 8
3.2无线传感器nRF905模块 8
3.2.1芯片结构 8
3.2.2 接口电路管脚说明 8
3.2.3 nRF905工作方式 10
3.2.4 nRF905模块配置 11
3.2.5 nRF905与单片机的硬件连接原理图 11
3.3 温度传感器DS18B20 12
3.3.1 DS18B20主要特性 12
3.3.2 DS18B20的外部结构 12
3.3.3 DS18B20的数据处理 13
3.3.4单片机与DS18B20的硬件连接原理图 14
3.4湿度传感器DHT11 14
3.4.1 DHT11接口说明 14
3.4.2 DHT11与单片机的硬件连接 15
3.5LCD1602液晶显示模块 15
3.5.1控制器接口说明 15
3.5.2基本时序操作 16
3.5.3显示数据存储器（DDRAM） 16
3.5.4 LCD1602控制命令字设置 16
3.5.5单片机与LCD1602的硬件连接原理图 16
3.6控制执行单元的设计 17
3.7 PC机与单片机之间的RS485通信 18
4系统软件设计 18
4.1主机软件设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
计 18
4.1.1主程序设计 18
4.1.2 nRF905软件设计 18
4.1.3主机串口软件设计 22
4.2从机软件设计 23
4.2.1从机主程序设计 23
4.2.2 DS18B20温度采集软件设计 23
4.2.3 DHT11湿度采集软件设计 23
4.2.4LCD1602软件设计 26
5上位机软件设计 27
5.1 VB6.0特点 27
5.2 MSComm控件 27
5.2.1 MSComm控件的主要属性 27
5.3 VB程序设计 27
5.3.1 程序详细设计 27
5.3.2 系统界面 27
6调试 29
6.1LCD1602液晶显示模块在设计过程中遇到的问题和解决方法 29
6.2串口设计过程中遇到的问题和解决方法 29
6.3 DS18B20设计过程中遇到的问题和解决方法 30
6.4控制执行单元设计过程中遇到的问题和解决方法 30
结论 31
附录 32
附录1 硬件原理图 32
附录2源程序代码 33
参考文献 46
致谢 47
1 绪论
1.1 背景及意义
温室控制技术是当今农业发掘的重要组成部分，对于长期温室大棚低效，昂贵的生产成本，消耗了大量的人力资源等缺点，温室智能控制系统可以解决这些问题。这个系统主要是由上位机和下位机模块组成，下位机主要是对温室环境因素中的温度和湿度等进行检测，并按照一定的通信数据到主计算机，上位机实时接收下位机组上传数据使用户能够远程监控温室环境参数，从而实现温室智能控制，为了实现农作物优质，高产量，高效栽培的效果。
1.2工作原理
智能温室控制系统基于无线射频技术，无线温湿度测量和控制系统。该系统由三个单芯片模块组成，其特征在于，两个模块被用作从机器收集的数据，接收模块另一数据被用作主机。从机收集温室的温度和湿度，把收集来的数据发送到LCD1602上显示，无线发射机模块nRF905的温度和湿度将收集要发送到主机，主机将接收到的数据通过串行端口发送到上位机，上位机显示温室数据给用户，从机微控制器与预设值比较所收集的数据，确定是否启用执行控制单元，为了实现智能控制的目的。
2 系统总体设计
2.1 系统的整体结构
本系统包含一台主机和两台从机。系统的整体结构框图如图2-1所示。
从机1
主机
从机2
图2-1 系统整体结构框图
2.2课题需要完成的任务
一、完成系统的硬件设计与调试。
二、需要制作关于收集温湿度程序的设计。
三、做出一个用LCD1602来显示温湿度程序的设计。
四、完成nRF905无线收发模块收发数据的程序设计。
五、实现主机和从机能通过串口来通信的程序设计。
六、完成控制执行单元软硬件的设计。
七、完成VB上位机程序的设计。
3 系统硬件设计
3.1主控制器的选用
该系统的主要部件包括：主芯片，DS18B20温度传感器，DHT11湿度传感器，nRF905的无线模块。市场上最常用的微控制器上STC89C51微控制器有一个简单的结构，良好的可控性，I / O口更方便地下载该程序，价格低，在与该系统的设计要求，所以使用STC89C51微控制器作为主控制器。
3.2无线传感器nRF905模块
3.2.1芯片结构
nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率、放大器等模块，使用非常方便其详细结构如图3-1所示。
图3-1 nRF905的详细结构图
3.2.2 接口电路管脚说明
nRF905封装如图3-2所示。
图3-2 nRF905封装
各引脚说明如表3-1所示。
表3-1 nRF905管脚说明表
管脚 名称 管脚功能 说明
1 VCC 电源 电源+1.9-3.6V DC
2 TX_EN 数字输入 TX_EN=1发送模式 TX_EN=0接收模式
3 TRX_CE 数字输入 使能芯片发射或接收
（2）没有SPI接口的单片机可以模拟SPI。
3.2.3 nRF905工作方式
nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN和PWR_UP三个引脚决定，其工作模式如表3-2所示。
表3-2 nRF905工作模式
C．若从机上的nRF905检测到的载波频段与自身的相同时，CD=1；
（2） GND：电源地。
（3） VDD：外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/2147.html
