基于WSN与以太网的环境温湿度测量系统设计.doc

摘要：环境的温度和湿度直接影响人类生活的质量,如果温湿度超标就会引起人类居住舒适度。然而传统有线方式监控环境温湿度,需要铺设大量电缆,采用单片机多机通讯的方式检测,面对环境面积大且布局分散导致布线困难,采用短距离无线通信方式是实时监测环境温湿度的一种有效方法,具有低成本、低功耗、效率高的特点。本文利用zigbee技术构建无线传感器网络,提出了基于无线传感器网络的环境温湿度实时监控系统。首先介绍了环境温湿度监控系统的现状及发展趋势,提出了无线监控环境系统的总体设计方案,然后介绍了基于无线传感器网络的环境温湿度监控系统的软硬件设计,最后对系统进行了数据测试和稳定性测试,测试表明本文设计的无线传感器网络监控环境温湿度,达到了预期的目的。

在硬件设计中,选用乐鑫公司的ESP8266芯片作为Wifi无线芯片,使用DHT11数字传感器采集温度和湿度数据,以实现低功耗、低成本、高效能的目的。本文运用虚拟仪器的设计思想，介绍了一种基于LabWindows/CVI软件平台的多路数据采集系统的设计原理及过程。利用LabWindows/CVI开发环境设计上位机的监测界面，上位机通过以太网与STC89C52单片机通信，从而实现对温度和湿度的采集与监测。运用LabWindows/CVI进行系统开发具有很强的灵活性，能较容易地实现系统的各项功能，并使系统具有很强扩展性。

关键词:无线传感器；监控系统；以太网；温湿度。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2环境温湿度监控现状及发展趋势-1

1.3本文主要研究内容-2

第二章 系统理论研究-3

2.1 无线传感器网络-3

2.1.1无线传感器网络体系结构-3

2.1.2无线传感器网络的节点结构-3

2.1.3无线传感器网络的特点-4

2.2 Zigbee技术-4

2.2.1 Zigbee技术简介 -4

2.2.2 Zigbee技术的由来-4

2.2.3 Zigbee的技术特点 -5

2.2.4 Zigbee协议栈 -5

2.2.5 Zigbee网络拓扑结构-6

2.3以太网技术-8

2.4本章小结-8

第三章 设计总体方案-9

3.1 硬件设计-9

3.2 软件设计-9

3.3 本章小结-10

第四章 系统硬件设计-11

4.1系统总体设计-11

4.2 电源模块设计-11

4.3 串口通信模块设计-11

4.4 终端节点设计-11

4.5 主控模块设计-12

4.5.1 STC89C52的简介-12

4.5.2 STC89C52的引脚功能-12

4.6复位电路模块设计-14

4.7 时钟电路模块设计-14

  4.8温湿度采集模块设计-15

4.8.1 温湿度传感器简介-15

4.8.2 串行接口（单线双向）-15

4.8.3 引脚与接口-17

4.9 本章小结-18

第五章 系统软件设计-19

5.1 LabWindows介绍-19

5.2 环境温湿度监控界面及程序设计-20

5.3 环境温湿度监控Wifi模块程序设计-22

5.4 环境温湿度监控下位机程序设计-23

5.5 本章小结-23

第六章 系统测试-24

总  结-26

致 谢-27

参考文献-28