物联网温湿度无线监测系统研究

摘 要：温湿度监测是工业和农业生产过程中重要的技术要求。文中给出了基于物联网技术的单片机和GSM模块远程温湿度测量系统的设计方法，该方法通过DHT11温湿度传感器采集数据，然后用增强型单片机STC12C5A60S2处理后，再经由GSM模块远程传送给移动终端进行显示，从而克服了传输的区域性和局限性。

关键词：物联网技术；无线监测；温湿度采集；GSM

中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）09-0010-04

0 引 言

温湿度监测是物联网技术的应用之一，远程测量在实际生产过程中的应用十分广泛。温湿度是工农业生产中主要的被控参数，影响着产品的质量。基于单片机对采集温湿度数字信号的处理，数传模块（或GSM模块）进行数据远传。以单片机为核心的检测系统，包括单片机、数传模块（或GSM模块）、温湿度传感器、显示、系统软件等部分[1]。系统的开发，达到远程温湿度采集和监测。

1 系统设计思路

本系统由信息采集终端和监控终端组成[2]。信息采集终端由温湿度传感器、单片机和GSM模块组成，监控终端由移动手机构成。图1所示是其系统原理图。系统功能主要包括温湿度的采集，LCD液晶屏显示温湿度参数，LCD显示特殊短信的内容及电话号码，向移动终端发送温湿度数据并显示数据，接收特殊短信等。系统工作时，先由上位机给GSM发送能够识别的内容代码，单片机发送开始采集温湿度的指令，温湿度传感器将采集到的数据传送到单片机，并在液晶显示屏上显示，数据同时传给与单片机相连的GSMSIM300模块。监控终端由上位机手机移动终端组成，手机接收到由GSM模块经发短信方式发来的数据，并读取显示。本设计中的单片机选用STC12C5A60S2，GSM模块选用SIM300，温湿度传感器选用DHT11。

图1 系统原理图

2 主要硬件电路设计

2.1电源设计

本系统的电源电路如图2所示。该电路具备2种供电方式：其中POWER1为外接直流9 V供电电源，POWER2为外接5 V直流电源，POWER1与POWER2通过开关KP进行选择。POWER1为9 V的直流电，通过AC adapter将输入的100～240 V的交流电转为9 V直流电输出。输出的9 V电源不能直接给各芯片进行供电，采用三端集成稳压器LM7805将其转为稳定的5 V电源。二极管用于整流，C1、C2为滤波电容，取100μF。C3主要用于滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应，取典型值0.1 μF。LED1为电源指示灯，其连接LED1的限流电阻R31取200 Ω。POWER2是通过USB接PC机获得的电压，其电压值为5 V，可以直接供电。

图2 电源电路

2.2 温湿度传感器电路

温湿度传感器模块的功能是在接收到单片机采集温湿度的指令后，开始采集当前的温湿度数据，并将采集到的数据返回给单片机[3]。其温湿度传感器电路如图3所示。

图3温湿度传感器电路

2.3 单片机电路

图4所示是本系统中的单片机电路，该电路采用内部时钟方式。电路中的电容C5、C6起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容取30 pF。系统中需要采用串口，选用晶振频率为11.059 2 MHz的晶体振荡器产生时钟脉冲。复位电路是单片机内电路的初始化操作，是单片机从一种确定的状态开始工作[4]。只要给单片机的 RESET 引脚加上两个机器周期以上的高电平信号，就可以使单片机复位[5]。当系统电源开始供电时，复位电路在上电自动复位状态上工作，通过外部复位电路的电容充电得以实现，系统死机时，按键复位。

3 系统软件设计

本系统的主程序流程图如图5所示。图6所示是系统数据采集流程图。其主程序如下：

4 结 语

系统的设计是通过短消息的收发实现对温湿度进行测量的，并利用GSM网络实时地给手机用户发送短信，以起到遥控测量的效果。实际上，本系统不仅能够对温湿度进行自动采集，更可以远程检测，甚至是远程传递，因而有着一定的应用和参考价值。

参 考 文 献

[1]伦翠芬，张小芹，李艳萍，等.基于STC单片机和无线数传模块的粮仓温湿度监控系统[J].粮油加工，2010（7）：64-67.

[2]孙宁，赵印，刘欣慰.基于GSM模块的远程温湿度监控系统[J].世界科技研究与发展，2008（6）：754-757.

[3] 蒋正金.基于单片机的无线温/湿度采集与控制系统[J].现代电子技术，2012，35（17）：126-129，132.

[4]崔亮亮，苏延全，党晓婧. 基于单片机的教室智能节能控制系统设计[J].机电工程技术，2012（8）：47-49.

[5]王晓华，王健.温箱温度控制设计[J].电子技术，2012（8）：63-66.