基于stm32溫濕度監(jiān)控裝置設計(共3頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上王江紅（1993-），男，云南曲靖人，漢族，學生，在讀本科，所學專業(yè)通信工程 基于stm32的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計 王江紅 胡湘娟 陽泳 邵陽學院信息工程系 湖南邵陽 摘要：溫濕度的監(jiān)測對于當前控制室內環(huán)境，改善室內環(huán)境起著重要的作用，為了提高室內用戶的舒適度，一般都會對室內的溫濕度進行監(jiān)控，通過監(jiān)測溫濕度的變化情況來確定下一步的動作，例如在溫室中嚴格監(jiān)控室內溫度，使得溫室內的植物能到最合適的生存環(huán)境。本文就基于stm32的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計問題進行了全面分析，通過其有效的提高溫度的時效性管理意義重大。關鍵字：stm32；溫濕度；ucosII系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)設計 此次的基

2、于STM32的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計主要是32位的單片機為主控芯片，DHT11為溫濕度監(jiān)測裝置，搭載的是ucosII操作系統(tǒng)，顯示設備為主控ITL9438的彩屏，通過DHT11采集的信息對經(jīng)過單片機的內部程序的處理，將其以數(shù)字的形式顯示在彩屏上，并且同時根據(jù)單片機內部的溫度設定值進行相應的動作，實現(xiàn)的室內溫濕度的智能控制。1、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計1.1、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)主控芯片為Stm32F103ZET6，除了必須的Stm32單片機正常的驅動的電路之外，彩屏為使用的是已經(jīng)做成模塊的ITL9438彩屏，而采集模塊則是使用的DHT11，如圖所示為使用的DHT11的引腳圖，可得知只要通過采集Do

3、ut引腳的輸出的電平變化，查看數(shù)據(jù)手冊，根據(jù)DHT11的時序圖寫出相應的驅動程序，驅動DHT11溫濕度傳感器。彩屏的程序可以直接使用的屏幕廠家寫好的程序，移植到Stm32上既可，而通過將Dout引腳上的高低電平變化，進行相應的數(shù)據(jù)處理可以將溫濕度數(shù)據(jù)已數(shù)字的形式顯現(xiàn)在彩屏上，通過內部的程序根據(jù)比較當前的溫濕度值與設定的參數(shù)值進行比較，使得進行下一步的溫濕度調節(jié)動作，通過向外部電路發(fā)送信號，例如溫度高了，打開排風機降低室內的溫度等措施優(yōu)先對溫度的控制，這與空調的原理類似，但是系統(tǒng)比空調電路簡捷的多。 DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5

4、Byte（40Bit）組成。數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。DHT11的數(shù)據(jù)格式為：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗和。其中校驗和數(shù)據(jù)為前四個字節(jié)相加，傳感器數(shù)據(jù)輸出的是未編碼的二進制數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)(濕度、溫度、整數(shù)、小數(shù))之間應該分開處理。1.2、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計 此次的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計主要實在keil4中完成，操作系統(tǒng)為UCOSII，將UCOSII系統(tǒng)移植到當前單片機上，并且建立相應的任務堆棧，通過調用任務堆棧的形式實現(xiàn)的對系統(tǒng)運行，將DHT11的Dout引腳與PG11連接，PG

5、11引腳設置的為輸入模式，用于采集Dout引腳的電平變化。開機的時候先檢測是否有DHT11存在，如果沒有，則提示錯誤。只有在檢測到DHT11之后才開始讀取溫濕度值，并顯示在LCD上，如果發(fā)現(xiàn)了DHT11，則程序每隔100ms左右讀取一次數(shù)據(jù)，并把溫濕度顯示在LCD上。同時會使用一個LED來指示程序運行狀況。 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計主要分為的LED驅動程序、LCD驅動程序、DHT11驅動程序以及STM32單片機的啟動文件等幾個部分，其中LCD驅動程序主要是有屏幕生產廠家提供，并不需要自己編寫，直接移植廠家提供的LCD驅動程序即可，而設計者主要是編寫的LED驅動和DHT11的驅動。DHT11并不

6、需要使用IIC接口或者是SPI接口，所以直接配置兩個I/O引腳，通過DHT11的讀寫時序編寫相應的驅動程序即可，如下圖中的1時序和0時序圖：通過上面兩張時序圖，我們可以編寫出DHT11相應的讀函數(shù)與寫函數(shù)，再通過數(shù)據(jù)發(fā)送流程時序便可以寫出DHT11的驅動程序。將上述幾個主要的驅動程序編寫好之后，編寫相應的DHT11數(shù)據(jù)處理函數(shù)，通過函數(shù)參數(shù)返回值將實際的數(shù)據(jù)顯示在LCD屏幕上。屏幕上顯示的參數(shù)在主函數(shù)中的出現(xiàn)編寫即可。2、 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況 單片機所使用電源為3.3V,供電電壓不得超過3.3V，否則將會燒掉STM32單片機芯片，上電系統(tǒng)便開始啟動，設計一個LED指示燈來顯示程序的運行狀

7、況，而系統(tǒng)檢測DHT11是否存在，存在便會將采集的溫濕度數(shù)據(jù)顯示在彩屏上，不否村則會提示沒有DHT11，如左圖所示為彩屏的顯示結果，顯示溫度為30，濕度為33%，屏幕為每100ms刷新一次，動態(tài)顯示數(shù)據(jù)變化，如果DHT11出現(xiàn)問題，彩屏將會顯示沒有設備，請檢查設備等字樣。在實際的測試中，可以發(fā)現(xiàn)本次設計，屏幕上數(shù)據(jù)精確程度較低，而且數(shù)據(jù)的刷新率較慢，所以在數(shù)據(jù)的處理方面還要進行加強。3、總結 通過此次溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設計，可以看出此系統(tǒng)在改善室內環(huán)境中發(fā)揮著巨大的作用，如果的需要深入研究，重點在于對DHT11數(shù)據(jù)的分析精確程序加強，這樣才能提高系統(tǒng)的運作效率，此外STM32單片機所設計的溫濕度控制系統(tǒng)與8位單片機設計的溫濕度控制系統(tǒng)有著明顯的進步，但是通過上述設計也可以看出的，基于STM32的溫濕度控制系統(tǒng)還是存在很多的不足，需要加以改進才能運用到實際的工作、生活中。參考文獻：1任哲.嵌入式實時操作系統(tǒng)uc/os-II原理與應用J.北京航空航