基于物联网方式的温湿度传感测量综合设计.docx

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1、摘要随着社会的不断发展和技术的不断进步，物联网和传感器的使用也越来越受到人们的认可。在制造环境中的生产和使用中，对温度和湿度的测量提出了越来越高的要求，因此设计了一种基于物联网的温度和湿度传感器系统。物联网一般是通过三个不同部分而形成的系统：一为感知层，二为传输层，三是应用层。感知层的作用分别为获得和处置传感器的信息。传输层通常由两部分组成：现场无线传感器网络和GPRS远程通信。该设计采用DHTIl温湿度传感器和CC2530无线通信模块生成温度和湿度，安装一无线传感器网络，使用基于GPRS的无线通信器件进行远距离的通信，通过物联网采集的样本、控制温度和湿度信号，最终实现温度和湿度传感测量系统。

2、关键词：物联网，传感器，温湿度AbstractWiththeconstantgrowthofsocietyandtheunceasingprogressoftechnology,thefbrthputtingoftheInternetofThingsandtheforthputtingofsensorsisgraduallyapprovedbypeople.Inproductionanduseinamanufacturingenvironment,higherandhigherrequirementsareplacedonthemeasurementoftemperatureandhumidi

3、ty,soatemperatureandhumiditysensorsystembasedontheInternetofThingsisdesigned.TheIoTsystemismadeupofthreepoints:theperceptionlayer,thetransmissionlayerandtheapplicationlayer.Theperceptionlayerismainlyinvolvedinacquiringandprocessingsensorinformation.Thetransportlayerisgenerallycomposedoftwoparts.Onei

4、sfieldwirelessSenSOrnetwork,anotherisGPRSremotecommunication.TheprogrammingmakesupoftheDHTlltemperatureandhumiditysensorandCC2530wirelesscommunicationmoduletoproducetemperatureandhumidity,placethewirelesssensornetwork,andthenthroughtheGPRS-basedwirelesscommunicationunitforremotecommunicationandtrans

5、mission,throughtheInternetofthingssampling,controltemperatureandhumiditysignals,andfinallyachieveTemperatureandhumiditysensormeasurementsystem.Keywords:InternetofThings,sensor,Temperatureandhumidity目录第一章绪论11.1 基于物联网方式的温湿度传感测量的意义.错误！未定义书签。1.2 基于物联网方式的温湿度传感测量系统的现状21.3 基于物联网方式的温湿度传感测量系统的内容3第二章基于物联网方式的温

6、湿度传感测量的总体设计42.1 整体方案需求42.2 总体设计4第三章温湿度传感器模块设计53.1 传感器的设计53.2 DHTIl传感器73.2.1 DHTIl传感器概述73.2.2 串口通信错误！未定义书签。3.2.3 相关注意事项错误！未定义书签。3.3 无线通信模块123.3.1 无线通信模块概述123.3.2 传感器数据采集设计14第四章基于GPRS的通信模块设计184.1 GPRS设计概述184.2 模块整体设计19结论24参考文献25致谢26附录27第一章绪论1.1基于物联网的温湿度传感测量的意义物联网从简单的方面来说，是指将各式各样的我们现实生活中的物理对象连接到互联网，这些连

7、接的对象往往是令我们意想不到的。从我们家里用的冰柜和电灯等家用的电器，到交通运输的设备车辆和医疗器械和设备，再到目前的可穿戴设备例如智能手表，甚至还有我们的智能城市。具体来说，物联网就是指不需要人为干预的条件下，通过无线传输的接收系统和传输系统的物理设备系统。而这一切都源自于各种物理对象对传感器的集成。一个经典的物联网系统的工作模式是不断的接收发送并且分析数据，举个简单的例子，为了预测某人回家前调整温湿度调节器的最佳时间，物联网系统会获取他所在的区域交通信息和出勤习惯，这样在无需干预的情况下就能实现更理想的效果。传感器技术在我们现代的科学发展中起着极其巨大的作用，人们非常重视对它的研究开发，在

8、未来这项技术将引领潮流。传感器技术的应用前景十分广阔，像航空器和海洋船舶等重耍的产业等。还有自动化的生产，军事防御和尖端科学与工程，而且它关系到人们的生活密切相关的方面。其中，温湿度传感器在我们的日常生产中有很大的用途。因此，基于物联网的温湿度传感系统的开发与应用可以帮助我们更好地实现温湿度信息的实时监控，对生产有利。近年来，随着国内物联网的深化使用，传感器技术也逐渐兴起，它利用自身独特的收集数据的优势，打造出一种高度自动化的生产方式，解决了传统工艺中许许多多的难题。传统工艺中，许多数据都需要人工测量，既费时又不精准，而现在通过传感器技术在操作台便可以很快地得到检测结果，这就是工业自动化生产的

9、一部分。在我们的生产过程中还会需要很多形式各样的传感器，用以检测数据，我们在检测中心便能获得所有数据，通过分析异常数据并干预从而确保生产活动的正常进行。所以说传感器技术是我们现在生产的核心技术之一。目前来看，国内外传感器市场的调整将完成。各个行业对传感器的需求一直在持续。随着社会经济技术的发展，世界上大多数国家的政府都在促进和支持采用新的工业和农业技术来复兴农业技术和工业技术。他建立了大型工业农学研究所和技术推广服务。中国是工农业最好的国家，工农业生产在改善人民生活和增加人民收入方面发挥着重要作用。维持和控制工业和农产品的温度和水分含量的最重要方法是生产和生活中的关键技术。因此，我们迫切需耍采

10、用现代技术来改善生产环境的监视环境，因此我们采用了检测，传输，处理和控制环境中的温度和湿度信息的技术来实现自动控制和管理。工农业生产全过程，有效提高产品管理的健康水平，降低生产风险，实现工农业健康快速发展。1.2基于物联网方式的温湿度传感测量系统的现状在今天经济全球化的大背景下，各国对物联网的研究不断深入，与物联网有关的技术迅猛发展，这也加速了物联网相关标准化的进度。而物联网的系统结构也成了各国关注的重点，因为它对推动物联网走向规模化发展和可持续发展具有重大意义。经过近几年的发展，我国在物联网相关领域取得了许多进展，有关物联网的技术取得了突破。与物联网理念相关的各种产品已经渗透到各行各业中，并

11、在这些行业中起到越来越关键的作用。随着互联网，移动互联网，云计算和物联网的快速发展，终端设备也从人与人之间的通信逐步扩展到了物物通信。物联网让现实生活中的终端设备也能够成为网络的一部分，只要有网络的地方，各种终端设备也能够连接在一起。就目前的发展趋势来看，未来的终端设备将显示出比当前市场大十倍的比例。从短期来看，智能手机和平板电脑是明朗的，从中期来看，诸如智能电视和智能家居之类的智能家居设备将带来一波智能家居终端热浪。目前物联网的接入方式是多种多样的，在我国使用的较多的一种是无线通信。按照通信的距离来划分的话，可以分为短程无线通信和基于广域网的无线通信。短程无线通信主要有蓝牙、Zigbee.w

12、ifi和NFe等等，其中蓝牙和Wifi已经大规模应用于家居、手机等，市场相对来说成熟。从应用上来说，短程通信的相关技术将会持续面向智能家居、手机、医疗发展。广域网的无线通信，从2G时代到现在的5G时代，市场对产品的智能化要求越来越高，因此新的技术也将不断出现并走向成熟。从设备的生产到提供设备的网络服务，物联网服务已经形成了一条完整的产业链。跨边缘设备，路由和云服务上的物联网软件的分布式体系结构可以使物联网解决方案促进现代微服务的开发。我们拥有广泛的无线连接装置，例如LoRaWAN,Sigfoxa或和3GPP等。包括思科和MiCrOSOft在内的领先物联网企业将会投资于低成本或者是零成本的培训和

13、认证，目的是打造一个认证标准。与此同时，行业内也推广特殊的认证。目前来说，行业内已经有许多开发商已与企业制造商一起对物联网兼容产品进行认证。包括互联网提供商在内的各种企业都使用网络中继器，使客户可以在家庭中进行互连。从长远来看，物联网分析工具和应用将从初创公司转变为公司的应用和功能。产品设计，市场营销和客户支持团队使用物联网监视来改善用户体验，交付产品和服务并促进客户参与。1. 3基于物联网方式的温湿度传感测量系统的内容温度和湿度传感器是指可以将温度和湿度转换为易于测量和处理的电信号的设备。温度和湿度传感器一般用来测量温度和相对湿度，应用在工业自动化生成，食品存储和药品存储，档案文件保存还有其

14、他行业。温度和湿度传感器用于监视智能耕作：土壤中已安装了几层湿度传感器。在此过程中，如果土壤湿度传感器降至某个水平以下，则整个系统将提供预警。温度和湿度传感器促进了“智能温室”的建设。技术人员可以直接通过计算机或移动电话控制。温度和湿度传感器在家庭中的简单应用：在家庭环境监视系统中，实时监视每个点的状态，并将其实时上传到监控中心。家庭环境监控系统使用大量的温度和湿度传感器来帮助记录温度和湿度的变化。借助温度和湿度传感器，家庭监视系统可以监视家庭气氛的温度和湿度进行调节，从而节省能源，保障安全并改善人们的生活条件。基 站互pc Q=联 网=翦 站基于物联网方式的温湿度传感测量系统结构第二章基于物

15、联网方式的温湿度传感测量的总体设计1.1 整体方案需求系统设计要求应用物联网技术实时监视目标环境中的温度和湿度变化，从而简化管理和生产。该系统还要求传感器节点在复杂的监视区域中准确收集所需的温度和湿度数据，并将所需的温度和湿度数据传输到实时监视系统，以便管理人员可以对其进行查询并通过监视系统进行实时监视和了解，处理必要的数据。该设计具备以下条件：使用远程访问功能，管理者可以远程监视传感器网络的状态和数据。为了监视环境的温度和湿度，在复杂的环境中需要足够长的时间。必须具有理解和收集有关温度和湿度的信息的能力，并可能收集有关环境的温度和湿度的。具备足够的数据存储，因此可以在远程数据库中存储大量传感

16、器数据并访问脱机数据。2. 2总体设计本次的设计使用到两个模块，一个是基于DHTll温湿度传感器，另一个是CC2530无线通信模块，实现收集温度和湿度，建立无线传感器网络，并通过基于GPRS的通信单元进行数据传输。此外，传输和处理传感器网络收集节点之间的数据，然后使用串行通信技术对无线系统进行数据处理。无线传感器网络中的传感器节点有三个，分别为温湿度采集节点，通信节点和采集节点。当近程监视站点时.，该系统的监视站是一台计算机。进行远程监视时，必须登录GPRS模块，GPRS模块负责通过GPRS将信号加载到远程监视计算机上。第三章温湿度传感器模块设计3. 1传感器的设计基于CC2530的温湿度传感器模块是由多个传感器和模组构成的，包含了传感器节点微控制器，温湿度传感器，无线模块和电源模块等四