單片機DHT11無線溫濕度多點采集系統實戰項目所有資料下載

ID:218519 · 發表于 2017-7-22 18:34

無線溫濕度多點采集系統具有實時在線監測、多點采集、集中顯示、系統布線簡單等特點，特別適用于復雜地形條件、高腐蝕性、建筑群、爆炸等場合，或者被采集對象是運動、旋轉等情況。
本項目充分利用無線數據傳輸的優勢，將溫濕度采集和無線通訊相結合，具有一定的使用價值，同時，也很容易在此系統上擴展更多功能。
內包含詳細資料和應用軟件！工程都已編譯無誤！連接圖等重要信息都有

項目實戰五

無線溫濕度多點采集系統

艾克姆科技

STC單片機項目實戰

修訂歷史記錄

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日期 Date	版本 Version	編制 Written By	審核 Checked By	批準 Approved By	說明 Explanation
2017.9.20	A	康工	飛宇		初建

1. 系統概述........................................................................ 4

2. 開發需求........................................................................ 4

2.1. 軟件需求..................................................................... 4

2.2. 硬件需求..................................................................... 4

3. 系統組成結構................................................................ 4

3.1. 設備描述.................................................................... 5

3.2. 系統容量.................................................................... 5

3.3. 系統主要功能............................................................ 6

4. 通訊協議...................................................................... 6

4.1. 設備編碼................................................................... 6

4.2. 報文格式................................................................... 6

5. 實驗步驟...................................................................... 7

5.1. 程序下載................................................................... 7

5.1.1. 接收基站程序下載..................................................7

5.1.2. 檢測節點程序下載..................................................7

5.2. 設備連接................................................................... 8

5.2.1. 接收基站和計算機之間的連接.............................. 8

5.2.2. DHT11 溫濕度傳感器連接到檢測節點................... 8

6. 軟件操作..................................................................... 9

6.1. 啟動系統.................................................................. 9

6.2. 觀察檢測節點的溫濕度值和溫濕度曲線................. 9

7. 技術支持.................................................................... 10

1. 系統概述

無線溫濕度多點采集系統具有實時在線監測、多點采集、集中顯示、系統布線簡單等特點，特別適用于復雜地形條件、高腐蝕性、建筑群、爆炸等場合，或者被采集對象是運動、旋轉等情況。

本項目充分利用無線數據傳輸的優勢，將溫濕度采集和無線通訊相結合，具有一定的使用價值，同時，也很容易在此系統上擴展更多功能。

系統以 2.4GHz 為通訊網絡，可選擇使用近距離(約 200 米)或遠距離(約 1500 米)無線模塊，配置靈活。

系統采用計算機作為顯示設備，實時顯示各個節點采集的信息，方便統一管理。

檢測節點和基站均采用 IAP15W4K58S4（或 IAP15W4K61S4 或 STC15W4K56S4）單片機為控制核心。節點外接溫濕度傳感器 DHT11，每 300 毫秒采集一次溫濕度值，并通過無線的方式發送給基站�；窘邮盏焦濣c的信息后，通過串口將此信息發送給計算機，由計算機完成溫濕度值的顯示。

2. 開發需求

2.1. 軟件需求

Windows XP 或 Windows 7 32/64 或 WIN8 系統。

keil uv4 for 51。

stc-isp-15xx-v6.85P。

2.2. 硬件需求

表一：硬件需求

設備	數量
計算機	1 臺
進取者 STC 開發板	5 塊(最少 2 塊)
DHT11 溫濕度傳感器	4 個(最少 1 塊)
NRF24L01 無線模塊	最少 2 個
UBS MINI 數據線	最少 1 根
連接線材	若干

3. 系統組成結構

無線溫濕度多點采集系統由無線檢測節點(搭配 DHT11 溫濕度傳感器)、接收基站、溫度監測工作站(計算機顯示)三部分組成。系統的結構示意圖如下：

圖 1：無線溫濕度多點采集系統結構圖

3.1. 設備描述

溫濕度監測工作站：由計算機和顯示器組成，用于集中顯示顯示采集現場的溫濕度值，便于統一觀察、管理。

接收基站：接收各個檢測節點無線發送的溫濕度數據，整理后上傳給溫度監測工作站。
檢測節點：讀取 DHT11 溫濕度傳感器傳感器數據，處理后通過無線的方式發送給接收基站。

溫濕度傳感器：采用 DHT11 溫濕度傳感器，用于采集現場溫濕度數據。

3.2. 系統容量

系統基于無線通訊，采用多點對點的星型網絡通訊，單個接收基站可最大管理 255 個檢測節點(考慮到無線傳輸距離、覆蓋范圍和通訊效率的因素，單個接收基站不建議配置太多的檢測節點)。本系統為演示方便，單個接收基站下面配置了 4 個檢測節點，定義設備如下：

溫濕度監測工作站：一臺計算機和一臺顯示器。

接收基站：1 臺。

檢測節點：4 臺，每個節點外接一個 DHT11 溫濕度傳感器。

3.3. 系統主要功能

顯示功能：在計算機終端和圖形設備上以文字、圖形等形式顯示各個檢測節點采集的溫濕度值。

數據通訊功能：溫濕度監測工作站和接收基站之間通過 UART 進行數據傳輸。

溫濕度超標預警功能：當檢測節點檢測到溫濕度值超標預警值，立即上報信息，溫濕度監測工作站接收到此信息后進行報警提示。注：該功能暫未實現。

故障診斷功能：在工作站的軟件界面上能實時反映檢測節點的工作狀態，自動診斷其是否在線并能進行報警提示。

4. 通訊協議

4.1. 設備編碼

網絡中的設備需要有一個標識自身身份的地址（編碼）才能相互之間通訊，本系統中，設備編碼如下：

溫濕度監測工作站：地址固定為 E5(16 進制)。在本系統中，溫濕度監測工作站指的是計算機。

接收基站：地址為 1。

檢測節點：地址為 1~4(10 進制，可以根據自己的需要進行修改，注意，演示軟件中可檢測的測控基站地址是：1~4，也就是說，使用本系統進行演示，4 個檢測節點的地址必須設置為 1~4，并且，地址不能重復)。

4.2. 報文格式

目的地址幀頭

(DA)

表二：接收基站和工作站之間銅須的報文格式

源地址

數據長度(IL）流水號(SN) 數據 data 校驗(FCS) (SA)

表三：報文解釋

內容	長度 (byte)	備注
幀頭	2	標志一個數據幀的開始，固定為 55 AA。
目的地址	1	數據包到達地址。工作站(計算機)地址固定為：E5(16 進制)。
源地址	1	數據包發出設備的地址。
數據長度	1	數據的總字節數。本演示系統中固定為 16 個字節。每個檢測節

		點 4 個字節，4 個檢測節點一共 16 字節
數據	16	4 個檢測節點上報的溫濕度數值。詳見表 4。
校驗	1	異或校驗。注：該校驗位為預留字節，不進行檢驗是為了調試方便，需要使用此校驗的可以自行加上。

表四：數據

檢測節點 1數據	檢測節點 1數據	檢測節點 1數據	檢測節點 1數據
4 個字節	4 個字節	4 個字節	4 個字節
字節 1：溫度高字節字節 2：溫度低字節字節 3：濕度高字節字節 4：濕度低字節	字節 1：溫度高字節字節 2：溫度低字節字節 3：濕度高字節字節 4：濕度低字節	字節 1：溫度高字節字節 2：溫度低字節字節 3：濕度高字節字節 4：濕度低字節	字節 1：溫度高字節字節 2：溫度低字節字節 3：濕度高字節字節 4：濕度低字節

5. 實驗步驟

5.1. 程序下載

5.1.1. 接收基站程序下載

拷貝“…高級項目實戰例程項目實戰 5-無線溫濕度多點采集系統”目錄下的接收基站工程文件夾“Station”到合適的目錄，如 D 盤。

注：為什么要拷貝出來？原因主要有兩點：

拷貝出來可以隨意修改，修改錯了，可以再次拷貝而不用重新去網盤下載。

資料中的工程目錄包含中文且目錄很深，開發軟件時，強烈建議工程文件不要包含中文目錄，且工程路徑不要過深。

打開 Keil uVision4，點擊“Project”→“Open Project”打開“…StationProject”目錄下的工程“Station.uvproj”。編譯工程，下載程序。

5.1.2. 檢測節點程序下載

拷貝“…高級項目實戰例程項目實戰 5-無線溫濕度多點采集系統”目錄下的接收基站工程文件夾“Nod”到合適的目錄，如 D 盤。

打開 Keil uVision4，點擊“Project”→“Open Project”打開“…NodProject”目錄下的工程“nod.uvproj”。

打開“config.h”文件，配置檢測節點地址，如下圖所示，注意，在本演示系統中，檢測節點的地址只能配置為 1~4，且不能重復，否則，檢測軟件無法顯示。

圖 2：檢測節點地址設置地址修改好后，編譯程序并將程序下載到檢測節點。

5.2. 設備連接

5.2.1. 接收基站和計算機之間的連接

接收基站和計算機之間連接很簡單，通過一根 MINI USB 數據線連接，按下電源開關即

可。

5.2.2. DHT11 溫濕度傳感器連接到檢測節點

圖 3：DHT11 溫濕度傳感器

表五：DHT11 和基站連接

管腳	信號	和基站連接
1	VCC	5V
2	DO	P3.6
3	NC	NC
4	GND	GND

6. 軟件操作

6.1. 啟動系統

打開“…高級項目實戰例程項目實戰 5-無線溫濕度多點采集系統”目錄下的“無線溫濕度多點采集系統.exe”，啟動軟件。軟件啟動后界面如下：

圖 6：iM-Net 溫濕度監控系統軟件界面打開軟件后，選擇好串口號，串口波特率設置為 9600，點擊啟動按鈕，啟動系統。

6.2. 觀察檢測節點的溫濕度值和溫濕度曲線

系統正常工作后，即可在軟件界面中觀察到各個節點的溫濕度值和溫濕度曲線，如下圖所示�？梢酝ㄟ^顯示選項選擇顯示曲線的節點，通過節點的通訊狀態指示燈可以觀察到各個節點的通訊狀態。

圖 7：溫濕度曲線

單片機源程序如下:

/****************************************Copyright (c)****************************************************
**
** [艾克姆科技]
** IIKMSIK
**--------------File Info---------------------------------------------------------------------------------
** File name:
** Last modified Date:
** Last Version:
** Descriptions:
**--------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Created by: 強光手電
** Created date: 2016-09-17
** Version: 1.0
** Descriptions: 無線溫濕度多點采集系統-基站程序
**--------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
** Version:
** Descriptions:
**********************************************************************************************************/
/****-----請閱讀PDF文檔項目實戰5：無線溫濕度多點采集系統進行實驗--***********/
#include "config.h"
#include "nRF24L01.h"
#include "uart.h"
#include "timer.h"
#define FRAME_HEAD55 0x55
#define FRAME_HEADAA 0xAA
uint8_t RxPayload[32]; //無線接收緩存
//uint8_t TxPayload[32]; //無線發送緩存
uint8_t RepFlag;
typedef struct Frame_Report
{
uint8_t len;
uint8_t buf[FRAME_MAX_LEN]; //上報數據緩存
}Frame_ReportInfo;
Frame_ReportInfo FrameReportInfo = {0};
uint8_t ReceBuf[4][4];//存放4個節點的數據
/**************************************
功能描述：延時函數
入口參數：uint x ，該值為1時，延時1ms
返回值：無
***************************************/
void delay_ms(uint16_t x)
{
uint16_t j,i;
for(j=0;j<x;j++)
{
for(i=0;i<1100;i++);
}
}
/***************************************************************************
* 描述 : 數據打包
* 入參 : 無
* 返回值 : 數據長度
**************************************************************************/
static uint8_t ReportFrame(void)
{
uint8_t i,j;
FrameReportInfo.len = 16; //數據長度固定為16
FrameReportInfo.buf[0] = FRAME_HEAD55;
FrameReportInfo.buf[1] = FRAME_HEADAA; //幀頭
FrameReportInfo.buf[2] = HOST_ADDR; //對于基站來說，主機是基站的目的地址。即0xEA
FrameReportInfo.buf[3] = LOCAL_ADDR; //本機地址
FrameReportInfo.buf[4] = FrameReportInfo.len;
for(i=0; i<4; i++)
{
for(j=0; j<4; j++)FrameReportInfo.buf[5+i*4+j] = ReceBuf[i][j];
}
return FrameReportInfo.len+6;
}
/***************************************************************************
* 描述 : 發送數據給主機
* 入參 : 無
* 返回值 : 無
**************************************************************************/
static void SendDatToHost(uint8_t len)
{
uint8_t i;
for(i=0; i<len; i++)
{
U1SendData(FrameReportInfo.buf[i]);
}
delay_ms(5);
}
/***************************************************************************
* 描述 : 主函數
* 入參 : 無
* 返回值 : 無
**************************************************************************/
int main() //主函數
{
uint8_t i,j;
uint16_t loop =0;
/////////////////////////////////////////////////
//注意: STC15W4K32S4系列的芯片,上電后所有與PWM相關的IO口均為
// 高阻態,需將這些口設置為準雙向口或強推挽模式方可正常使用
//相關IO: P0.6/P0.7/P1.6/P1.7/P2.1/P2.2
// P2.3/P2.7/P3.7/P4.2/P4.4/P4.5
/////////////////////////////////////////////////
P0M1 = 0; P0M0 = 0; //設置P0.0~P0.7為準雙向口
P2M1 = 0; P2M0 = 0; //設置P2.0~P2.7為準雙向口
P3M1 = 0; P3M0 = 0; //設置P3.0~P3.7為準雙向口
P4M1 = 0; P4M0 = 0; //設置P4.0~P4.7為準雙向口
P5M1 = 0; P5M0 = 0; //設置P5.0~P5.7為準雙向口
Uart1_Init(); //初始化串口1
Timer0Init(); //初始化定時器0，用于定時發送各個節點的溫濕度值到計算機
Init_NRF24L01(); //初始化
Set_RxMode(); //配置nRF24L01為接收模式
EA = 1; //總中斷打開
while(1)
{
if(NRF24L01_RxPacket(RxPayload) == RX_OK) //如果接收成功
{
if(RxPayload[0] == 0x5A)
{
led=~led;//NRF24L01模塊狀態指示燈翻轉
//注意，這里進行了簡化，只支持接收4個節點的數據，而且，4個節點的地址必須是1 2 3 4
if((RxPayload[1]>0) && (RxPayload[1]<5))//判斷節點地址是否合法
{
for(i=0;i<4;i++)ReceBuf[RxPayload[1]-1][i] = RxPayload[2+i];
}
RxPayload[0] = 0;
}
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………