基于蓝牙技术的温湿度智能监测系统的设计开题报告

 2022-10-08 10:37:29

1. 研究目的与意义

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。随着科技的飞速发展和普及,高性能设备越来越多,各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度监测魔石是以人为基础,依靠人工轮流值班,人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息在这种模式下,不仅效率低下不利于人才资源的充分利用,而且缺乏科学性,许多重大事故都是由人为因素造成的,人工维护缺乏完整的管理系统。而温室监控系统就可以解决这样人才资源浪费,管理不及时的问题,这是由于它的智能化设计所决定的。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。

2. 课题关键问题和重难点

单片机的选择:根据课题要求,控制器主要用于对温湿度测量信号的接受和处理、控制温湿度采集的开关的启用、控制显示电路对温湿度值实时显示。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且其功耗低、体积小、价格便宜、耗电低、技术成熟和成本低等优点。许多功能部件集成在芯片内部,其信号通道受外界影响小,可靠性高,控制能力强,运行速度快等特点。温度传感器的选择:在温度传感器的选择上,根据要求,温度传感器与其他传感器相比,要求具有线性好、精度高、体积小、校准方便、价格低、外围电路简单等特点。湿度传感器的选择:选择集成湿度传感器应考虑到感湿性能好、灵敏度高、响应速度快、测量范围宽,要有较好的一致性、可重复性,线性度要好、湿滞小、较高的稳定性和可靠性,有较强的抗污染能力、使用寿命长。对于课题的研究,在整体电路的衔接上、蓝牙无线传输上和整体外形结构上的设计也是需要详细的查阅资料进行改进与完善。

3. 国内外研究现状(文献综述)

蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。 其目标是实现最高数据传输速度1Mb/s(有效传输速度为721kb/s)、最大传输距离为10米,用户不必经过申请便可利用2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带,在其上设立79个带宽为1MHz的信道,用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。蓝牙技术在无线通信领域应用广泛,采用STC89C52RC单片机,利用无线通信中的蓝牙技术使蓝牙模块HC-05与终端通信,利用温湿度传感器DHT11完成温湿度的测量并将测量数据传输到单片机,最后通过1602液晶显示屏完成温湿度显示[1]

温湿度监测与控制在国外研究较早,始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表,采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温湿度测控技术发展很快,一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。在国内,我国对于温湿度测控技术的研究较晚,始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温湿度测控技术的基础上,才掌握了温湿度微机控制技术,该技术仅限于对温湿度的单项环境因子的控制。我国温湿度测控设施计算机应用,在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上,以单片机控制的单参数单回路系统居多,尚无真正意义上的多参数综合控制系统,与发达国家相比,存在较大差距。我国温湿度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度,生产实际中仍然有许多问题困扰着我们,存在着装备配套能力差,产业化程度低,环境控制水平落后,软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。

温湿度监测系统同时对室内环境中的多个物理环境参数(如温湿度、光照强度、有害气体浓度、PM2.5浓度等)进行检测,并根据检测到的室内环境中的多个环境参数值的变化自动控制各相应执行机构的工作状态来调节室内环境参数,使室内环境质量达到人体宜居的程度,该系统智能、功耗低,工作可靠[3]

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4. 研究方案

方案一:运用主芯片为STC89C52RC的单片机,通过DHT90的温湿度传感器接收环境中的温度和湿度值,经过单片机将数据通过蓝牙HC05传送到手机端显示。

 

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5. 工作计划

第1周:基本资料查阅、相关资料阅读学习;

第2周:继续查阅相关资料,并完成不少于3000字的外文文献翻译,论证设计的可行性,研究设计方案和设计思路;

第3周:确定设计方案和关键技术,拟定采取的解决措施,完成毕业设计开题报告;

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