电1304-2班于淼20242592物联网基于传感器温度监控设计.docx

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1、石家庄铁道高校物联网原理及应用课程作业2024年春季学期学院：电气与电子工程学院专业：电子信息工程作业名称：蓝牙温度检测系统学生姓名：于淼学号：20242592指导教师：王伟明完成日期：2024年5月20日作业评分表评分项目实物温度传感器蓝牙模块程序总分满分得分评阅人课程设计任务书一、作业目的通过温度传感器的设计，了解熟识并驾驭各个小模块的原理以及用法。学习物联网课程设计的基本思路，明确物联网的核心是应用。学习运用感知层和应用层来实现物联网的宗旨：物与物，人与物之间信息的交换。二、作业内容及要求能够依据自己的课程设计任务书要求独立完成课程设计。学会查阅技术手册和文献资。在原有的基础上添加一些自

2、己的创新，学习物联网实物化的设计方法。完成设计任务书和课程设计小论文。三、作业成果形式及提交要求当场演示实物，在老师的检查并合格的状况下提交实物和论文。实物必需说明能实现什么样的功能，完成答辩的过程，了解各个模块之间的联系与功能。论文必需严谨，必需叙述清晰各种模块的组成和作用。四、参考文献1物联网技术与应用.上海科学技术出版社.20242传感器网络技术及应用开发.清华高校出版社.2024351单片机开发历程与教学视屏4蓝牙模块：baike.sodoc6018623-6231617.html随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必定趋势而深化千家万户，其中的作为感知层的传感器更

3、是在很多的场合都会用到，并在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，其中对于温度的检测已经是人们生活中很常见的现象。众所周知，大部分的的智能化家用电器都有一个共同的特点，那就是利用单片机作为中心限制单元。结合了单片机的智能家用电器和一般家用电器相比，功能上更强，运用更便利，平安牢靠性也更高，本设计为基于单片机STC89C52的温度检测与实时监测系统，采纳模块化、层次化设计。在这了用到了传感器作为感知四周温度的媒介，另外也用到了作为网络层的蓝牙来将单片机所接收代的数据发送到手机的蓝牙APP上。值与从前考虑的在数码管上显示温度当前数值，感觉不大便利，还须要亲自去看数码管上的数值，而利用蓝牙模块则很好的

4、解决了这个问题。而本课程设计就是围围着温度的检测、报警、蓝牙发送等模块组成的，功能可实现为通过蓝牙串口实现手机实时监测四周温度。实现了利用蓝牙串口将单片机与手机连接起来，实现了物与物之间的互联。关键词：DS18B20物联网STC89C52蓝牙模块单片机小系统第1章绪论11.1 概述11.2 课程设计内容1第2章系统主要器件32.1 芯片的选用32.2 传感器的选用42.3 蓝牙串口5第3章系统组成及电路63.1 系统组成部分63.2 电路设计部分7第4章感知层的传感器及网络层的蓝牙部分94.1 DS18B20温度传感器94.2 蓝牙模块在智能家居中的应用10第5章软件程序设计105.1总体程序

5、框图10第6章总体实物11课程设计总结13参考文献14附录15第1章绪论1.1 概述随着人们生活水平的提高和科技的发展，作为物联网的标记之一的智能家居在我们的生活中扮演者越来越重要的角色，在不远的将来必定进入千家万户,成为人们现在生活不行或缺的一部分，而在这万物互联的时代，这一切都大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在物联网的智能家居的发展趋势是智能化以及便利化，随着物联网智能家居的高速发展，智能限制和人工智能渐渐的深化人们的日常生活当中，各种功能更加齐全地人类智能的家用电器会更多地出现，大大的便利了人们的日常生活。而物联网传感器的应用，在感知层上大大的解决很多问题，家用电器因为传

6、感器的加入而走向智能化，并且随着人们生活水平的提高日益走向平民化，我们的生活也随着家用电器的发展越来越便利、舒适。最初的准备是利用STC89C52加上DS18B20温度传感器在8位数码管上显示温度，但是想想不便利对温度的实时监控，于是就想到了可以利用网络层的蓝牙模块实现数码管和手机之间的互联，于是就加了一个蓝牙串口模块将数据传带手机上。但是当时只有一个数码管显示，于是就想到了加个报警电路，再加一个蓝牙串口。由于此课程设计用到了单片机STC89C52RC,于是就在网上查了一下资料，得知单片机的I/O口没有复用，P3.0、P3.1可以临时可以充当一个串口，于是将蓝牙模块接到了P3.0、P3.1口上

7、，实现了蓝牙的串口通信。现在测温器也开进入千家万户，也渐渐成为一些家庭的生活必需品，本设计做了一个简洁的温度传感报警系统以及蓝牙串口和手机进行通信。省去了到数码管前时时检测温度的麻烦，用户可以在手机上时时监测此时的温度，依据自己的实际状况进行温度上下限的调整，实现了物联网物与物互联的宗旨。1.2 课程设计内容设计内容和实现功能名称：基于STC89C52的温度检测器内容及要求：设计并制作一个带有报警及传发数据的的温度检测器，主要基于DS18B20温度传感器和单片机组成的电路。其特点当温度达到肯定界限时会发生报警且实时将监测到的四周的温度通过蓝牙串口发送到手机上，详细要求如下:1 .以敏感度较高的

8、温度传感器DS18B20来进行四周温度的测量，并以蓝牙串口将收集到的数据发送出去。以DS18B20传感器处理，利用单片机进行处理，以达到便于修改的目的；2 .当温度达到31度时蜂鸣器和1.ED灯起先发出报警，并时时将检测到的温度通过网络层的蓝牙发送到手机的蓝牙串口上以便于实时监控。第2章系统主要器件2.1 芯片的选用相对于STC89C51而言，STC89C52不仅可以是12T模式，也可以是6T模式；STC89C52不仅可以有128字节的RAM,除此之外，还有内部1280RAM扩展;STC89C52有最多64K存储空间，另外对于STM32而言，由于接触不是很多，所以还是选用了比较熟识的STC89

9、C52芯片来完成本次课程设计。所以最终确定还是用STC89C52来实现本课程设计，由于本设计用到了STC89C52芯片，所以对STC89C52做一下简洁的介绍，STC89C52是一种带8K字节闪耀可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能，功能非常强大，性价比超高的一款单片机芯片。而且本芯片与很多的模块都兼容，所以可以进行大量的模块扩展，实现更多强大的功能。STC89C52单片机为很多嵌入式限制系统供应了一种敏捷性高且价廉的方案。RST/VTOP3.yRXDP3,1XDP3,20P3.3KfTP35OP3.yriP3.WRP3.77RDX1.2XT1.IVSS76S4J21OP2.P2.SJP2.

10、SJHP2.P2.图2-1STC89C52类别2.2.2管脚简洁的说明VCC：电源电压GND：地PO口：在单片机的小系统上PI口接的是1.ED灯，当力”被写入Pl口时，1.ED灯会亮P3口：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INTO（外部中断0）P3.3INTI（外部中断1）oTXD：作为蓝牙串口的输入接单片机引脚的P3.0口；RXD：作为蓝牙串口的输出接单片机引脚的P3.1口；2.2 传感器的选择作为物联网感知层的传感器DS18B20温度传感器相对于热敏电阻、RTD和热电偶传感器而言有很多的优点，接线便利，重复性好，温漂较小而且其误差较低,封装成后可应用于多种

11、场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，主要依据应用场合的不同而变更其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，干净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，运用便利，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温柔限制领域。图2-2DS18B20外观DS18B20的技术性能描述如下：（1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅须要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。（2）测温范围-55C+125C,固有测温误差（留意，不是辨别率，这里之前是错误的）1C。固有测温辨别率0.5C。（3）

12、工作电源:3.05.5V/DC（可以数据线寄生电源）（4）测量结果以912位数字量方式串行传送（5）适用于DN15-25,DN40DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温适用范围：适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温柔限制领域。轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温柔限制。汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。供热/制冷管道热量计量，中心空调分户热能计量和工业领域测温柔限制。2.3 蓝牙串口模块的工作原理而充当着媒介的网络层的蓝牙模块和很多通讯系统一样，通讯协议采纳层次式结构，其程序写在一个9mmx9mm的微芯片中。其底层为各类应用所通用，依据通讯协议，

13、各种蓝牙设备无论在任何地方，都可以通过人工或自动查询来发觉其它蓝牙设备，从而构成主网和分散网，实现系统供应的各种功能，运用起来非常便利。图2-31.Y-B1.OOl蓝牙模块实物图蓝牙系统的基本功能模块如图4-2所示。它的功能模块包括天线单元、链路限制器、链路管理、软件功能。蓝牙天线属于微带天线，蓝牙无线接口是基于常规无线放射功率Odbm设计的。基带描述了设备的数字信号处理部分，即蓝牙链路限制器，它完成基带协议和其它底层的链路规程。主要包括以下几个方面：(1)网络连接的建立。(2)链路类型和分组类型。链路类型确定了哪种分组模式能在特定的链路上运用，蓝牙基带技术支持两种链路类型：即同步面对连接类型

14、SCe)(主要用于语音)和异步非连接类型AC1.(主要用于分组数据)。第3章系统组成及电路设计本系统制作的主要设计主要是应用于生活，因此主旨是便利，解决了人们时时须要亲自去看数码管的问题。以误差率很小的DS18B20传感器为基础，利用感知层的温度传感器进行算法运算处理，然后又将温度值通过网络层的蓝牙模块发送给了手机，实现了手机与传感器的关联，实现了网络层与感知层的协作下所实现试验目。3.1系统组成部分图31系统示意图本系统组成如图3-1所示，主要由三部分组成：传感器感知层及数据处理部分：检测四周的温度经过自带算法经过处理后变成8位数码管显示数字在数码管上显示；以STC89C52组成的中心处理单

15、元：处理信号并发出限制吩咐，当温度超过肯定的界限时，蜂鸣器会发出声音同时1.ED灯会光明进行温度超标报警。整个系统是基于传感器，蓝牙模块当然还有STC89C52芯片下工作的。其工作过程为：传感器感知到四周的温度，经过程序带的算法将信息变成数字通过蓝牙模块传给手机并在手机的蓝牙串口助手上显示，通过网络层实现物检测另一个物的信息。然后再当温度超过31度时单片机发送信号高电平力”到限制蜂鸣器的P3.6口和限制1.ED灯的Pl口，从而使报警电路工作。通过传感器和蓝牙使家居更加便利。3.1.2系统限制核心系统主要由电源部分、传感器、STC89C52芯片、蓝牙模块、报警部分组成。因为蓝牙模块的额定电压是5V,所以采纳5V电压供电。传感器的作用是感知四周的温度，故采纳的误差较小的DS18B20传感器作为测量温度的媒介，而单片机则的采纳的是STC89C52芯片，该单片机具有价格低廉、耐用，支持很多的扩展模块并且开发简洁、操作便利等优点。该单片机作用是处理由DS18B20发送过来的信号并给数码管发送数据，并且当温度大于31度时给蜂鸣器、1.ED灯发送信号,给它们高电平，达