基于无线环境监测系统研发设计.doc

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题目 基于ATmega16无线环境监测系统的设计 学生姓名 胡海洋 学 号 系 部 电子工程学院 专 业 电子信息工程技术 班 级 710950 指导教师 杜锋 顾问教师 二〇一二年六月摘 要 设计一个无线环境监测系统，以ATmega16单片机为控制核心，制作一个终端和2个节点，整个系统采用无线监测系统调制方式，终端能从节点获取节点的环境温度和光照信息，并且节点能够实现中继转发的功能。实践结果表明，该系统能够通过无线的方式对环境温度进行监测。 环境监测是指通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。随着科技的不断进步，特别是计算机技术和网络技术的不断发展，环境检测由经典的化学分析向仪器与计算机和网络相结合的方式，实现了无线环境的检测。本文中设计了一个无线环境检测系统.以ATmega16单片机为控制核心实际制作一个终端和2个节点，终端能从节点获取节点的环境温度和光照信息，并且节点能够实现中继转发的功能。整个系统采用无线调制方式，收发都使用一个天线，终端发射信号时.将欲传输的信息通过串口输出的电平控制本振的开断从而实现无线调制，后级使用丙类功放发射，接收端节点将天线上的信号进行放大，然后倍压检波，通过自适应比较器解调出数据，最后再向终端回传环境信息。 系统以ATmega16单片机作为终端和节点的主控芯片，光照探测山光敏电阻来实现，温度可由单片机内部自带的温度传感器得到，数据的调制、接收采用串口通信，使用VU口来控制天线的收发模式。 关键词：ATmega16单片机 1602液晶显示 无线温度传感目 录 摘 要 I 第一章 绪论 1 第二章 总体设计方案 3 2.1无线环境监测方案论证 3 2.2无线环境监测系统框图 3 第三章 系统硬件设计 5 3.1单片机最小系统电路设计 5 3.1.1单片机的选型 5 3.1.2 ATmega16 性能指标 5 3.1.3 ATmega16的引脚 5 3.1.4 ATmega16最小系统电路设计 6 3.2显示电路设计 7 3.2.1显示器件的选择 7 3.2.2 1602管脚功能 7 3.2.3 ATmega16与1602的接口电路 8 3.3无线监测电路设计 9 3.3.1 DS18B20无线温度传感器 9 3.3.2 DS18B20结构框图 9 3.3.3 DS18B20无线温度传感器与单片机的接口电路 10 3.4稳压电源电路设计 11 3.4.1稳压电源电路框图 11 3.4.2稳压电源工作原理 12 第四章 系统软件设计 13 4.1系统软件设计分析 13 4.2 ADC转换程序设计 13 4.3 显示程序流程图 14 第五章 总结与展望 15 致 谢 17 参考文献 19 附录1 原理图 21 附录2 源程序 23 第一章 绪论 近年来，随着无线传感器网络技术的迅猛发展，以及人们对于环境保护和环境监督提出的更高要求，越来越多的企业和机构都致力于在环境监测系统中应用无线传感网络技术的研究。环境监测是指通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。随着科技的不断进步，特别是计算机技术和网络技术的不断发展，环境检测由经典的化学分析向仪器与计算机和网络相结合的方式，实现了无线环境的检测。本文中设计了一个无线环境检测系统.以ATmega16单片机为控制核心实际制作一个终端和2个节点，终端能从节点获取节点的环境温度和光照信息，并且节点能够实现中继转发的功能。 无线传感器网络是由大量分布的不同规格和功能的具有感知、计算和通信能力的微型传感器节点，通过自组织的方式构成的一个以数据为中心的无线网络。大量传感器节点通过相互之间的分工协作，可实时感知、监测和采集分布区域内的监测对象或周围环境的信息。在国防安全、工农业领域各种控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有着重要的科研价值和实用价值，具有十分广阔的应用前景。 在工农业生产中，对环境的温度和光照等参数常常会提出一些特殊的要求，甚至要求实现对温度和光照的实时监视和控制。 该无线环境监测系统智能化程度高，可实现对周边环境温度和光照信息的探测，并实时显示数据，将采集到的数据进行保存和分析处理，每个探测节点可与监测终端进行无线传输。 第二章 总体设计方案 2.1无线环境监测方案论证 方案一： 由于本设计是环境监测电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换