WTH-4温湿度环境因子无线监测仪的设计

摘要

作物生长都有它自己所需要的最佳的生长环境范围，作物的产量和果实的品质在一定程度上都会受到温湿度环境的影响，因此对作物生长环境因子准确稳定地监测具有重要的意义，本课题针对以上内容设计了一种使用简单、低功耗、传输距离相对较远、传输速度快的WTH-4温湿度环境因子无线监测系统。
　　该系统总共分为三部分，分别是分机部分、主机部分和上位机部分。系统使用单片机作为核心部分，使用nRF905无线传输模块进行数据的传输，通过进行软硬件设计来实现系统功能。其中，硬件设计包括:电源模块设计，数据采集模块设计，无线传输模块设计和串口通信电路设计等。软件设计包括:数据采集程序设计，数据的无线传输程序设计和上位机程序设计等，其中数据的采集、发送及接收的功能通过使用Keil软件编译与调试C51程序来实现，上位机采用LabVIEW结合Access软件制作用户使用界面来实现数据的动态曲线显示及自动保存。系统的工作过程为:各分机利用温湿度传感器进行数据采集，之后将采集到的数据通过单片机发给无线发送模块，主机通过无线接收模块收到数据后结合通信串口把数据送往上位机，上位机通过编写的LabVIEW程序进行数据显示，通过Access数据库来完成数据的存储。
　　完成系统整体设计后，对系统进行软硬件调试，并进行功能测试。经试验，系统湿度测量的相对误差为0.64％，温度测量的相对误差为0.89％，通信距离为125m左右，之后将该系统应用于宁夏特产灵武长枣生长环境因子的监测试验中。试验结果表明，该系统能达到预期要求，运行稳定，性能良好，适合农业应用。本系统创新点为:该系统可对多监测点的作物的土壤水分含量、土壤温度、空气温湿度信息同时进行实时监测并且进行动态曲线显示，最终将所有数据自动保存，使用方便。

目录

声明

摘要

第一章 概述

1．1 课题的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 课题研究的主要内容

1．4 本章小结

第二章 系统总体设计方案

2．1 系统总体结构及功能说明

2．2 系统的方案选择

2．3 本章小结

第三章 系统硬件电路设计

3．1 硬件电路设计环境

3．2 硬件设计总体框架

3．3 单片机模块电路设计

3．4 数据采集模块电路设计

3．5 无线传输模块设计

3．6 串口通信模块硬件设计

3．7 电源模块硬件设计

3．8 本章小结

第四章 系统软件设计

4．1 软件设计环境

4．2 软件设计总体框架

4．3 分机程序设计

4．4 主机程序设计

4．5 上位机软件设计

4．6 本章小结

第五章 系统测试与试验

5．1 系统调试

5．2 系统功能测试

5．3 系统实际应用测试

5．4 本章小结

第六章 结论及展望

6．1 结论

6．3 展望

参考文献

附录

致谢

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