基于GSM的无线温湿度数据采集器的设计（360毕业设计网独家原创）
摘要：本文介绍的是一种基于GSM的无线温湿度数据采集器。其构成包括外接的温湿度传感器，和分别连接在所述单片机电路板上的模数转换器和无线传输模块。本作品的优点是：体积小重量轻，采集速度快，可对温湿度进行实时采集并发送采集数据给指定设备上。
关键词：GSM 温湿度 无线 采集器
1引言
温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。在整个宇宙当中，温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上，也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的冥王星上，这一切无不由于空间位置的不同而存在着温度的差别。
湿度，表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米，绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度；相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高。
温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测及控制就非常有必要了。
温度、湿度是工业农业生产不可缺少的因素，但传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据存储，运算逻辑判断及自动化的功能，有着智能作用。随着生产的发展，一个低成本和具有较高精度的温度湿度测量仪在许多领域会代替人工操作，自动控制各种仪器调整环境温度湿度。
在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625℃。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125℃，测温精度为±0.2℃。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。以AD7817型5通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传感器的转换时间分别仅为27μs、9μs。
新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（RTC），使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线总线、I2C总线、SMBus总线和SPI总线。
目前，国外生产集成湿度传感器的主要厂家及典型产品分别为Honeywell公司（HIH-3602、HIH-3605、HIH-3610型），Humirel公司（HM1500、HM1520、HF3223、HTF3223型），Sensiron公司（SHT11、SHT15型）。这些产品可分成以下三种类型：
(1)线性电压输出式集成湿度传感器；典型产品有 HIH3605/3610、HM1500/1520。其主要特点是采用恒压供电，内置放大电路，能输出与相对湿度呈比例关系的伏特级电压信号，响应速度快，重复性好，抗污染能力强。
(2)线性频率输出集成湿度传感器；典型产品为HF3223型。它采用模块式结构，属于频率输出式集成湿度传感器，在55%RH时的输出频率为8750Hz（型值），当上对湿度从10%变化到95%时，输出频率就从9560Hz减小到8030Hz。这种传感器具有线性度好、抗干扰能力强、便于配数字电路或单片机、价格低等优点。
(3)频率/温度输出式集成湿度传感器；典型产品为HTF3223型。它除具有HF3223的功能以外，还增加了温度信号输出端，利用负温度系数（NTC）热敏电阻作为温度传感器。当环境温度变化时，其电阻值也相应改变并且从NTC端引出，配上二次仪表即可测量出温度值。
2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11、 SHT15型智能化温度/温度传感器，其外形尺寸仅为7.6（mm）×5(mm)×2.5（mm），体积与火柴头相近。出厂前，每只传感器都在温度室中做过精密标准，标准系数被编成相应的程序存入校准存储器中，在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的范围是0~100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的范围是-40℃~ 123.8℃，分辨力为0.01℃。测量露点的精度。
课题需要完成的任务：
本课题的任务是设计一个数据采集器，用于某一场所的温度湿度等物理量数据采集和无线传输。
1熟悉课题任务，了解本设计所需的各项电子电气知识。
2根据任务要求，进行合理方案设计和选择，确定最佳设计方案。
3根据前述选定进行详细设计，包括电子电气元件的选择，电路设计和连接，初步控制软件的设计等。
4 完成毕业设计说明书。
目录
1引言 1
2总体方案设计 1
2.1温度采集方案选择 1
2.2湿度采集方案选择 1
2.3控制芯片的方案选择 3
2.4显示部分方案选择 3
2.5无线接收发射方案选择 3
3硬件电路设计 4
3.1信号采集设计 5
3.1.1温度采集器 5
3.1.2湿度采集器 8
3.2 信号控制器设计 10
3.2.1控制芯片的内部结构 10
3.2.2 TMA320C54x的总线结构 11
3.2.3 电源管理电路 11
3.2.4中央处理单元 12
3.2.5存储器和I/O空间 12
3.2.6 硬件复位操作 13
3.3 信号显示与响应设计 14
3.3.1 显示电路 14
3.3.2 报警电路 15
3.3.3 继电器电路 16
3.4信号传输设计 17
3.4.1 GSM模块的介绍 17
4软件设计 20
4.1主程序流程图 20
4.1.2测温度子程序流程图 21
4.1.3测湿度子程序流程图 22
4.1.4液晶显示程序流程图 22
4.2程序 24
4.2.1系统主程序 24
4.2.2取边界值函数 24
4.2.3接收发送子程序 25
5参考文献 30
参考文献
[1] 彭介华. 电子技术课程设计指导， 高等教育出版社.
[2] 钟磊 . 数据采集系统的设计与实现 ， 东南大学 2004.
[3] 何希才. 数字移动通信技术与应用， 北京: 机械工业出版社.
[4] 陆垂伟,毛雪涛. 远程串行数据通信技术的实现方法及其应用.
[5] 崔欣 .低功率无线数据采集模块的设计与实现， 天津理工大学, 2009.
[6] 孙晓云. 接口与通信技术原理与应用，中国电力出版社，2007.
[7] 孟宪玲. 传感器DSI8B20的应用，中国科技信息，2003.
[8] 液晶显示模块LCD1602应用，电子制作，2007.
[9] 谢维成 ,杨加国.单片机原理与应用及C语言程序设计，2001.
[10] 龚道礼. 基于无线传感网络的环境监测系统研制，2011.
[11] 田峰. 基于GSM技术的超远程无线设备监控系统研制， 2004.
[12] 姜西瑞 .基于GPS和GSM/GPRS的定位系统的设计与实现，计算机研究所，2006 .
[13] 何其贵. 低频电子线路分析基础，北京理工大学出版社，2010.
[14] 马永军,刘霞. DSP 原理与应用 , 北京邮电大学出版社 , 2008.
[15] 杜伟略. 单片机及接口技术，化学工业出版社，2008.
