基于nRF401芯片的温度无线数据采集系统设计

第25卷第2期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.25,No.2 2009年3月 Journal of Qiqihar University March,2009

基于nRF401芯片的温度无线数据采集系统设计

黄军友

（四川信息职业技术学院，四川 广元 628017）

摘要：介绍了基于nRF401芯片的温度无线数据采集系统的设计。给出了无线数据采集系统的硬件具体电路及通信协议的具体格式，上位机采用查询的方式对多个测温点进行查询。系统具有数据传输速度快、可靠性高、功能易扩展等特点，适用于多种工业领域。

关键词：nRF401；数据采集；无线传输；DS18B20

中图分类号：TP212 文献标识码：A文章编号：1007-984X(2009)02-0029-05

随着通信技术的飞速发展和计算机广泛应用，数据采集和传输技术得到了长足的发展，应用领域越来越广泛。目前工业控制现场以有线网络居多，但存在布线复杂、成本高等缺点[1]。基于nRF401芯片的温度无线数据采集系统，设置方便，不需布线即可采集多点的数据，成本低，克服了有线网络存在的缺点。

1 总体设计

1.1 设计思路

无线数据采集系统分为数据采集部分和无线发送与接收部分，系统设计思路是在接收到上位机的动作命令之后，温度传感器开始检测温度，之后，直接将其转变成串行的电信号，经过单片机传送给无线传输模块的发送端；无线传输模块的接收端接收到信号经过电平转换之后通过串口传给计算机。

1.2设计原理

系统组成框图如图1所示。它由单片机、温度传感器、多用途无线收发模块、电平转换电路和计算机等部分组成。其工作原理是上位机每隔一秒查询一次，下位机按ID号响应，通过温度传感器测量温度值（16位带符号位二进制数），把这16位码分高低两字节通过接在下位机串行输出口的多功能无线传输模块发送

下位机

图1 系统组成框图

收稿日期：2008-09-20

作者简介：黄军友(1977-)，男，四川威远人，讲师，工程师，硕士，研究方向：电子与通信，Jdgcx_h@https://www.wendangku.net/doc/dc6309532.html,。

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给上位机。上位机通过连接在串行输入口的无线传输模块接收数据，转换成十进制温度数值并显示。这就完成了从数据采集、编码转换、数据无线传输、数据存储、数据显示等整个过程[2]。

1.3 系统关键部件选择

1）温度传感器的选择。数据采集电路主要是测温电路，测温部分用数字集成温度传感器，系统选用DS18B20型号温度传感器。DS18B20是美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器，具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点[3]。特别适合于多点温度测控系统，可以直接将输入信号转化成为串行数字信号进行处理。由于传送的是串行数据，放大器和A/D转换器可以省去，这种测温方式大大提高了测控系统的可靠性、降低了成本、缩小了体积。

2）无线传输模块的选择。无线数据收发部分方案选择的关键是无线传输模块的选择。由于无线收发芯片的种类和数量比较多，如何在设计中选择所需要的芯片非常关键。nRF401工作电压为2.7～5.25 V，可以直接接单片机串口使用，数据无需曼彻斯特编码,效率高，最大输出功率+10 dBm，速率20 kbit/s，需要外接天线的数量1个，外围元件约10个，故无线传输部分采用基于nRF401芯片的无线数据传输模块[4]。

3）单片机的选择。ATMEL公司推出的AT89系列的单片机具有明显的优点：1、和AT8051引脚相兼容；2、

2

2.1

2.2

类型组成的。在这些信号中，除了应答脉冲外，其它均由主机发出同步信号，并且发送的所有命令和数据都是字节的低位在前[7]。基本的通信过程如下：

·主机通过拉低单总线至少480μs产生Tx复位脉冲。

·然后由主机释放总线，并进入Rx接收模式。主机释放总线时，会产生一由低电平跳变为高电平的上升沿。

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3 系统软件设计

本系统是有一个主机和多个从机组合而成。主机负责发布命令，实现对各个从机的呼叫，对应的从机接收到主机的呼叫和命令后，开始采集温度，并将采集到的温度发送给主机。由于只有一个主机，同一时刻只允许一个从机发送数据，所以应将各个从机编号，并按照一定的通信协议进行数据的传输通信。在软件部分分别设置了上位机程序和下位机程序。

3.1 上位机程序设计

目前，在用计算机进行数据传输时，常用的是串行通信方式。在Visual C＋＋的编程中，既可以用Windows API函数进行串行通信编程，也可以利用环境自带的控件进行编程。利用API函数编写实际应用程序时，往往要考虑多线程的问题，这样编出来的程序不但十分庞大，而且结构比较复杂、继承性差、维护困难。但是使用串行通信控件就相对简单一些，而且功能强大，性能安全可靠[9]。

MSComm（Microsoft Communications Control）是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程的ActiveX专用通信控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法。使用MSComm控件进行串口程序设计，主要需要处理以下几个方面的内容[10]：

·加载控件。Visual C++集成开发环境在默认情况下，不会包含MSComm控件，所以使用控件编程必须将MSComm控件加载到Visual C++集成开发环境中。然后，根据程序是基于对话框还是单文档形式，采用不同的编写方法。

·初始化及打开串口。初始化主要完成设置程序使用的串口编号、设置串口的通信参数然后打开串口。

·事件处理。详细说明怎么使用控件的事件驱动机制。发送代码与接收代码应该在哪个位置书写。

·关闭串口。当使用完控件后，应该及时关闭串口，以释放串口资源。

·通信协议。控件只能提供数据流的发送与接收处理，它不对数据流进行分析其含义的操作，故通信双方在通信前，必须约定好使用的通信协议。

3.2 下位机程序设计

DS18B20是单总线器件，其硬件接口极其简单，这是以相对复杂的软件编程为代价的。DS18B20与单片机的接口协议是通过严格的时序实现，DS18B20数据的写入和读出都是由主机读写的特定时间暂存器来完成[11]。

1）程序功能。在接收到主机的命令之后，使用单片机和DS18B20完成对温度的检测，在DS18B20的温度采集和转换完成之后将数据发送出去。

2）通信协议。串口通信采用波特率为9 600 bit/s，数据无校验位，5位数据位。通信数据采用单帧十六进制格式，即00H～FFH，其中命令字如表1所示，其余为数据。

为保证数据传输的正确性和完整性，给出了严格的通信协议，如表2所示。

起始位即标志位，当收到的字符串的首字符与‘S’相同时，即开始接收数据。bit2、bit3是下位机的ID号，共9组，即01～09，只有上位机选中的下位机才可以接收命令并采集温度发送数据。bit1、bit0是数据位，即包含了上位机的命令编号，下位机据此来作出动作。

3）程序流程。单片机程序流程图如图5所示。

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4 结束语

本系统采用了高度集成的nRF401芯片，大大简化了系统硬件和软件设计，减小了体积，提高了系统工作的可靠性。但作为一个数据采集系统，还可以扩展错误检查及报警的功能，以及意外断电的外扩信息存储电路。

参考文献

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[10] 王生胜，肖静. 基于MSComm 的实时监控上位机程序的设计[J]. 可编程控制器与工厂自动化，2007（6）: 27-30. [11] Study of Load Modulate Voltage Controller[A]. Proceedings of 4th International Symposium on Test and Measurement(Volume 2)[C], 2001.

The design of temperature wireless acquision system based on nRF401

HUANG Jun-you

（Sichuan Information Technology College，Sichuan Guangyuan 628017，China）

Abstract：The paper designs a wireless data acquision system based on the chip of nRF401. With the special case of temperature data collecting, the detailed hardware circuits of the wireless data acquision system were designed in the paper. PC inquiries temperature data one time per second. The specific format of communication protocol is given. The system features quickly data transmition, more reliable, so it can be used in a variety of industrial fields.

Key words：nRF401；data acquision；wireless transmission；DS18B20

温度数据采集系统

第三章系统硬件设计 温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个DS18B20，很方便。具有以下特点： （1）具有独特的1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信； （2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计； （3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在3～5.5V； （5）在待机状态下可以不消耗电源电量； （6）测量温度范围在-55～+125℃； （7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃； （8）可以用程序设定9～12 位分辨率； （9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。 DS18B203 脚封装的管脚排列图如图3.1.1 所示。

图 3.1.1 DS18B20 管脚排列图 DS18B20 只有三个引脚。其中，引脚1 和3 分别是GND 和VDD，引脚2 是DQ 端，是用于数据信息的输入和输出。当给DS18B20 加电后，单片机可以通过DQ 端写入命令，并可以读出含有温度信息的数字量。在使用寄生电源情况下，可以向DS18B20 提供电源。 3.1.2 DS18B20 的内部结构 DS18B20的内部框图如图3.1.2所示。 图3.1.2 DS18B20的内部框图 DS18B20主要由64位ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL及暂存器四部分组成。64位ROM存储器具有独一无二的序列号，可以看作是该DS18B20的地址系列号，是在出厂前就被光刻好的。暂存器各字节具有不同的意义，0和1字节是用于存储温度传感器数字输出的温度寄存器；2字节和3字节分别是非易失性上限报警触发寄存器（TH）和下限报警触发寄存器（TL）；4字节的配置寄存器能够用来设置温度转换的精度； 5、6和7字节作为内部保留使用。DS18B20有两种供电方式，可以使用寄生电源供电，也可以使用外部电源。在使用寄生电源的时候，不用外部电源，而是在总线为高时由DQ端提供电源，同时向内部电容充电，以求在总线拉低时为DS18B20提供电量。上电后，DS18B20进入空闲状态；当MCU向DS18B20发出Convert T [44h]的命令后，DS18B20 向MCU传送转换状态，开始温度测量和A/D转换。温度数据以带符号位的补码形式存储在温度寄存器中，温度寄存器格式如图3.1.3所示。 图3.1.3 DS18B20温度寄存器格式 温度的正负值是由符号为来说明的，正为0，负为1。表3.1给出一部分数字数据与温度的对应关系。 表3.1 DS18B20温度与数据对应关系

毕业论文——基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现

毕业设计（论文） 基于NRF24L01无线温度测量系统的设计 与实现 教学系：信息工程系 指导教师： 专业班级： 学生姓名： 二零一二年六月

附件1 毕业设计(论文)任务书

附件2 毕业设计(论文)开题报告

注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成； 2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字； 3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标

目录 摘要 (1) ABSTRAC (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 课题的国内外研究状况 (3) 1.3 本课题的研究内容 (4) 2系统方案分析与选择论证 (5) 2.1 系统方案设计 (5) 2.1.1 系统设计要求 (5) 2.1.2 主控芯片方案 (5) 2.1.3 无线通信模块方案 (5) 2.1.4 温度传感方案 (5) 2.1.5 显示模块方案 (6) 2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6) 2.2 系统方案确定 (6) 3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8) 3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8) 3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8) 3.1.2 引脚功能及描述 (8) 3.1.3 工作模式 (9) 3.1.4 工作原理 (9) 3.1.5 配置字 (10) 3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10) 3.2 温度采集端 (11) 3.2.1 采集单元 (11) 3.2.2 控制单元 (15) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 传输单元 (19)

基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计

LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院（系）：信息与通信工程学院 班级：通信133 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx

一、设计背景 LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。 二、系统方案 本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2，“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的，测试及采集100个温度值，每隔0.25秒测一次，共测定25秒。在数据采集过程中，VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。采集过程结束后，波形图上显示出温度数据曲线，数组中显示每次的温度测量数据，并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值，同时把测量的温度值以文件的形式存盘。

图1.1温度测量及数据采集程序框图 1.2温度测量及数据采集前面板图

二、系统各模块介绍 2.1循环模块 For循环用于将某段程序循环执行指定的次数， 是总数接线端，指定For循环内部代码执行的次数。如将0或负数连接至总数接线端，For循环不执行。 是计数接线端，表示完成的循环次数。第一次循环的计数为0。 本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。

单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统

单片机和蓝牙模块无线传输的数据采集系统

1．引言 蓝牙技术是近年来发展迅速的短距离无线通信技术，可以用来替代数字设备间短距离的有线电缆连接。利用蓝牙技术构建数据采集无线传输模块，与传统的电线或红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用篮牙技术的优点主要有[1][2][3]： 1.采集测控现场数据遇到大量的电磁干扰，而蓝牙系统因采用了跳频扩频技术，故可以有效地提高数据传输的安全性和抗干扰能力。 2.无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了数据采集人员的工作。 3.可以从各个角度进行测控数据的传输，可以实现多个测控仪器设备间的连网，便于进行集中监测与控制。 2．系统结构原理 本课题以单片机和蓝牙模块ROK 101 008为主，设计了基于蓝牙无线传输的数据采集系统，整个装置由前端数据采集、传送部分以及末端的数据接受部分组成（如PC机）。前端数据采集部分由位于现场的传感器、信号放 大电路、A/D转换器、单片机、存储器、串口通信等构成,传送部分主要利用自带微带天线的蓝牙模块进行数据的无线传输；末端通过蓝牙模块、串口通信传输将数据送到上位PC机进一步处理。整个系统结构框架图如图1所示。 AT89C51单片机作为下位机主机，传感器获得的信号经过放大后送入12位A/D转换器AD574A进行A/D 转换，然后将转换后的数据存储到RAM芯片6264中。下位机可以主动地或者在接收上位机通过蓝牙模块发送的传送数据指令后，将6264中存储的数据按照HCI-RS232传输协议进行数据定义， 通过MAX3232进行电平转换后送至蓝牙模块，由篮牙模块将数据传送到空间，同时上位机的蓝牙模块对此数据进行接收,再通过MAX3232电平转换后传送至PC 机，从而完成蓝牙无线数据的交换。

基于labview温度监测系统

课题基于labview的温度监测系统班级 12电信 学号 201210350120 姓名邹临昌 时间 2015.12 .12-2016.1.12 景德镇陶瓷学院

摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行。

1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估。

多路数据采集系统设计毕业论文

多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 数据采集系统一般由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等

工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异

无线温湿度检测系统设计【文献综述】

毕业设计文献综述 电气工程与自动化 无线温湿度检测系统设计 摘要：随着无线传感网络的发展，环境的监测在各个领域有着广泛的应用，同时，无线传感网络也在传感器的进步下显得更加实用化。针对分散节点温湿度的检测，设计一种基于单片机的无线温湿度监测系统。该设计采用C8051F330单片机为核心的控制器，以温湿度传感器HU-10S、无线收发模块nRF24L01、串行通信模块为辅助，完成对温湿度的实时监测。 关键词：监测系统；无线；温湿度测量； 近年来，随着传感器、计算机、无线通信及微电机等技术的发展和相互融合，产生了无线传感器网络[1]。无线传感器网络是目前国内外的研究热点,具有相当广阔的应用前景。但是,传感器网络要实现实用化,还有许多基础性问题和关键部件需要解决。无线传感器网络的实用化离不开传感器技术的进步。而目前无线传感器网络的的主要领域有这么几个方向：军事应用、环境应用、医疗应用、建筑及城市管理和公共安全与反恐。 例如美国Crossbow公司2005年第四季开展了一项利用无线传感器网络对狙击者进行定位的课题。预先在传感器节点上布设听觉感觉器,根据狙击时声响传到不同传感器节点的时间差,对狙击点进行联合定位[2]。这类传感器可以在大型集会前提前布置,不需长时间待机,而目前的技术足以满足传感器在体积方面的需求。在我国，无线传感器网络在农业方面的应用很多,但主要集中于测量空气温湿度,缺乏对于如土壤温湿度、CO2 浓度的研究,这将是今后进行的一个重要方向。 无线传感器作为传感器发展的一个新的方向越来越受到重视, 无线传感器网络作为无线传感器的应用随着技术的发展、完善和成熟, 将更加趋于实用, 在特殊领域, 它有着传统技术不可比拟的优势, 同时也必将开辟出不少新颖而有价值的商业应用。 用于检测温湿度的无线系统，具有简便、可靠的特点，具有可扩充性并且成本较低，是本系统的最大的意义。针对不同的地点，可以将其稍作变动，就可以达到不同的效果。如在家庭中，还可以用于检测天然气是否有泄漏、是否有人进入家中行窃。又如实验室中，则可以改为检测实验室内的有无烟雾等。温湿度的测量在农业生产的大棚管理，仓库粮食存储管理，生产制造行业，气象观测，恒温恒湿的空调房科研及日常生活中被广泛应用。可以说温湿度是影响日常的生产生活以及科研的一个很重要的因素。目前我国许多领域例如农业生产等仍采用测温仪器与人工抄录、管理结合的传统方法，这不仅效率低，而且会由于判断失误和管理不力造成很多严重损失。 本系统利用传感器进行数据采集，在C8051F330单片机中对数据进行处理，并同时使用nRF24L01

温度数据采集系统

第三章 系统硬件设计温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器 DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收 发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个 DS18B20，很方便。具有以下特点：（1）具有独特的 1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信；（2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计；（3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在 3～5.5V ；（5）在待机状态下可以不消耗电源电量；（6）测量温度范围在-55～+125℃；（7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃；（8）可以用程序设定 9～12 位分辨率；（9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。DS18B203 脚封装的管脚排列图如图 3.1.1 所示。、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

无线数据采集系统概论

无线传感网络及工业测量装置Wireless sensor network &industrial measure device Ⅰ类采集设备 ——无线数据采集装置 【FW-VI-MLKZ】

一、概述 无线数据采集监测系统是工业数据无线监测中最典型的应用，也是工业物联网在工业生产中最直接的表现形式。作为科学生产、科学管理的辅助措施，将分散于企业内各数据监测点的数据、状态等以无线方式进行采集、远程集中显示、分析、处理，能起到生产事故的提前预防、提高生成效率等功能。 无线数据采集系统组网简单，无线通信基于433Mhz开发免申请ISM频段传输数据，传输距离远，抗干扰能力强。系统组成结构简单，扩展方便。通常系统由采集设备、信号接收设备组成，也可根据需求加入无线网络中继设备。 二、系统设计依据 ?《GB50198-94计算机系统安全准则》 ?《HG20507-92工业自动化仪表工程施工及验收规范》 ?《GB 50194-93建设工程施工现场供用电安全规范》 ?《GB/T 29261.4-2012 无线电通信》 三、系统组网结构 无线数据采集系统通常包括2种组网形式：1）多点对一点星型网络结构——现场多点数据采集、中控室无线中心接收站接收数据，配合PC机上位机软件组成数据监控系统（图一）；2）点对点网络结构——现场数据采集，中控室无线数据还原装置将数据还原，可配合用户PLC、DCS等（图二）。

一类 网络拓扑图 （图一） 在同一组网结构内，现场无线数据采集器采集现场数据数据：液位，流量，压力，电流等4-20ma 信号，同时可采集现场设备如电机等设备的状态信号。无线数据采集器将采集到的信号通过无线网络发送至中心接收站，中心接收站通过与PC 机RS232串口将数据上传至上位机软件系统，同时处理上位机软件发送的控制命令，将控制命令发送至现场，实现对现场设备的启停控制。 4-20ma 信号 现场供电本地数据显示 参数配置 433Mhz 无线通讯 4路4-20ma 无线数据采集器无线中心接收站 上位机系统 企业网络数据系统 TCP/IP 局域网

温湿度检测系统的设计与实现

无线传感网络技术 课程实训 温湿度检测系统的设计与实现院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 起止时间：2017.6.26—2017.7.14

课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：软件工程

目录 第1章绪论 0 1.1系统的开发背景 0 1.2开发工具 0 第2章需求分析 (1) 2.1调研情况 (1) 2.2 模块划分 (1) 2.3 系统原理图 (1) 2.4 系统性能需求 (1) 第3章系统概要设计 (2) 3.1系统总体结构设计 (2) 3.2模块的创建 (2) 第4章硬件设计 (3) 4.1 DHT11温度湿度传感器电路设计 (3) 4.2 晶振电路和复位电路设计 (3) 4.3 LED数码显示模块设计 (3) 4.4 报警模块设计 (4) 4.5 主程序设计 (4) 4.6 LED显示子程序设计 (4) 第5章系统的测试 (6) 5.1 系统安装接线图 (6) 5.2 调试与结果 (6) 第6章总结 (6) 参考文献 (7) 附录程序 (8)

第1章绪论 1.1系统的开发背景 随着科学技术的快速发展，人类社会已取得了巨大进步！在居家生活、工农业生产、环保、气象、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的场所进行换气、降温和去湿等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性相对较大。随着生产的发展急需一个含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据存储，运算逻辑判断及自动化的功能，有着智能作用等优点，一个低成本和具有较高精度的温度湿度检测器将在许多领域代替人工操作，自动不间断检测环境温度和湿度。目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量，而且温湿度信息传递不及时，精度达不到要求，不利于控制者根据温度、湿度变化及时做出决定。为此，本设计开发了一种能够同时测量多点，并实时性高、精度高，通过显示器显示温湿度信息，并能进行温湿度超限报警的测控产品。 本文设计的是基于单片机的室内温湿度检测与报警系统，运用温湿度传感器进行温度和湿度的检测，该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试一定范围室内环境温湿度的特点。省去了人工检测的繁琐、耗时的过程，随时通过检测器的显示器进行读数，既方便，又快捷。 1.2开发工具 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS八位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器，使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 LED数码管是现在电子设计中使用相当普遍的一种显示设备，每个数码管由7个发光二极管按照一定的排列结构组成，根据七个发光二极管的正负极连接不同，又分为共阴极数码管和共阳极数码管两种，选择的数码管不同，程序设计上也有一定的差别。 编程采用Keil C 软件，使用C语音。

8通道温度数据采集系统

8通道温度数据采集系统 一、设计题目与要求： 设计一个8通道温度数据采集系统，系统误差小于1%；其中4路测量范围0-200?C ，选用Pt100热电阻；另4路测量范围0-600?C ，选用K 分度热电偶。 二、设计过程： 1、画出系统组成框图； 2、完成硬、软件功能分配和完成芯片选型； （1）运算放大器采用单电源,低功耗,精密四运算放大器MAX479 （2）AD 转换芯片采用带有8位A/D 转换器、8路多路开关的ADC0809 （3）硬件主要的功能是把采集到的温度信号转换成电信号，再经过运算放大器放大信号，传递给AD 转换芯片把模拟信号转换成数字信号，最后传给单片机处理信号并显示温度。 （4）软件主要的功能是对ADC0809 AD 转换芯片控制读取数据，读到单片机里对数据的处理转换成对应的温度值并显示。 3、ADC0809原理和应用： ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809引脚图 IN0－IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压 范围是0－5V ，若信号太小，必须进行放大；输 入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模 拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A ，B ，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选 中的通道的模拟量进转换器进行转换。A ，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模 拟量输入。 数字量输出及控制线：11条 ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部

1、无线数据采集系统技术指标及应用

TDR遥测数据记录系统 一、用途 TDR遥测数据记录系统，主要用于测点多、分布远、布线难的测量环境。如桥梁健康监测、桥梁安全监测、建筑检验、电梯检验、特殊设备检验等。 该系统采用无线控制和监控、固态记录、USB“对接”传输或实时遥测传输方式，既可以使用内部电池供电，也可以使用外部供电，具有无线、抗干扰、精度高、数据传输快、便于野外操作的优点。 可测量振动、冲击、压力、噪声、应变、温度、过载、陀螺等信号，适用于桥梁、建筑、铁路、电力、水利、航天、航空等领域。 二、系统组成 1、系统由主控软件、主控机、采集终端等组成。系统结构框图如下图所示： TDR遥测数据记录系统硬件结构图 2、主控软件如下图示：

3、TDR采集终端外形如下图示： TDR-60采集终端外形图 TDR-50采集终端外形图 三、功能特点 远程控制功能： 1、设置采集参数：如采样频率、采集通道数、灵敏度、采集次数、启 动模式、台号等； 2、启动同时采集、停止命令； 输入信号类型：电压、电荷、应变、ICP： 1、可以直接输入电荷<小电流）信号；

2、可以直接接入应变<片）传感器，内部提供供桥电压，可以进行自动 平衡、手动微调； 主控模块可同时遥测控制多达256台采集记录仪； 采集记录仪可采用GPS精准授时，实现多台记录仪完全同步采集； 具有程控放大、程控滤波功能； 可重复多次记录<32次）； 可根据需要做防水、防尘处理； 可以通过无线或USB接口控制和数据传输； 可以采用电池供电和外电源供电，电池可持续供电5小时； 实时监控：采集的同时，进行无线数据监控<查看平均值、均方根值等），进行波形显示。 四、技术指标 * 程控放大倍数：1、2、4、8、16、32、64、128； ** 程控滤波：5Hz、10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz。 五、应用举例 1、桥梁考试—广州番禺大桥

温湿度采集系统设计

目录 第1章设计意义及要求 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计要求 (1) 第2章硬件设计 (2) 2.1 AT89S52芯片介绍 (2) 2.2 液晶显示器LCD1602 (3) 2.2.1 液晶显示原理 (3) 2.2.2 液晶显示器分类 (3) 2.2.3 显示原理 (3) 2.2.4 LCD1602的基本参数及引脚功能 (4) 2.3 温湿度模块DHT11介绍 (6) 2.3.1 DHT11概述 (6) 2.3.2 DHT11传感特性说明 (7) 2.3.3 DHT11封装信息 (8) 2.3.4 串行接口(单线双向) (8) 第3章设计实现 (11) 3.1 设计框图及流程 (11) 3.2 设计结果及分析 (11) 第4章设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

第1章设计意义及要求 1.1 设计意义 最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为其他有关设计的基础。如何高效、稳定地对数据（包括温度、湿度光线、压力等项目）进行实时采集对于现代的企业、工厂、研究所等对数据精度要求较高的单位具有非常重要的意义。 1.2 设计要求 本系统设计采用温度和湿度作为采集对象，是以单片机为核心的温度、湿度采集、数字显示系统，用液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解AT89S52芯片为核心外接温度传感器和湿度传感器模块在液晶显示屏上显示当前的温度和湿度的过程。

数据采集系统

湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日

题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量

无线温度测量系统设计

本科毕业论文（设计）题目无线温度测量系统设计 专业通信工程 作者姓名程丰收 学号2011201827 单位理工学院 指导教师黄慧 2015 年 6 月 教务处编

原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期： 指导教师签名:日期：

１绪论.................................. 错误！未定义书签。 1.1 摘要 ................................................. ２ 1.2 选题依据和意义 (3) 1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4) 1.4 无线传感器网络技术简介 (5) 1.5 未来前景展望 (6) 2 ZigBee协议简介 (7) 2.1 ZigBee的概述 (8) 2.2 ZigBee的网络基础 (9) 2.2.1 网络节点类型 (10) 2.2.2 网络拓扑形式 (11) 2.3 ZigBee的工作模式 (12) 3 核心板介绍 (13) 3.1 CC2530核心板 (14) 3.2 CC2530引脚描述 (11) 3.3 温度传感器介绍 (16) 3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12) 3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18) 4 系统总体设计 (19)

基于单片机的多通道的温度数据采集系统

摘要 由于数据采集系统的应用越来越广、其所涉及到的对信号的测量方式和涉及到的信号源的类型也将越来越多、因为对测量的要求也就越来越高，现在国内已有不少用于数据的测量与采集的系统，可很多系统存在着功能单一、采集速率比较低、操作非常复杂，并且对测试的环境要求较很高等问题。人们急切需要一种应用范围广、价格低廉的数据采集系统。 在分析了各种类型单片机的特点及其与PC机的各类通信技术的基础后，本人设计了由单片机控制的温度采集系统，并且通过串口通信的方式实现了单片机与PC机间的通信，实现了数据传送并将数据在PC机上进行显示或存储，完成了此次设计。 基于单片机的多通道的温度数据采集系统是由将来自温度传感器的信号进行放大、滤波、采样保持等分步处理之后，输入到A／D转换器转换为数字信号后由单片机进行采集的，然后再利用单片机与PC机之间的通信将数据传送至PC 机进行数据的存储处理及显示等，实现了数据的采集与处理等，此设计可广泛应用于工控、仪器仪表、机电智能化及智能家居等诸多的应用领域。 联系扣扣：2825772782 关键词：单片机；温度数据采集；多通道

Abstract S ince the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and more, Surveyors are increasingly high requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system But there are many single function systems, collecting less access, low collection rate, complicated operations, and the demands of the test environment and other issues．It requires abroad scope of application, high reliability and low-cost data acquisition system． Based on the analysis of the characteristics of different types of SCM and SCM and PC communication technology, SCM control of the collection system designed and adopted MCU serial communication between PC and communications, Data transmission and display of data stored on the PC．Single completed the multi-channel data acquisition system design and implementation. Based on SCM′s multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering, After processing maintain synchronous sampling, which converted to digital signal input A/D conversion by SCM Acquisition, Then, SCM and PC to PC communications data to the data storage, post-processing and display. a powerful data processing, visual shows, friendly interface and high performance-price ratio, a wide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments, and electrical engineering integration, intelligent home and many other fields． Key words Multi-channel Data Acquisition Microcontroller

基于单片机的温度和湿度数据采集系统的设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 基于单片机的温度和湿度数据采集系统的设计 徐燕郭涛朱杰 (科学和动态测量仪器重点实验室(北大),教育部系、电子科技、北大学)太原、山西030051年,中国电子邮件: 27361014@https://www.wendangku.net/doc/dc6309532.html, 陈伟 （山西北惠丰机械电子有限公司第二学术机构）长治，山西，中国电子邮件： xy.xy_2000@https://www.wendangku.net/doc/dc6309532.html, 摘要：在许多情况下，在实际生活生产活动考虑温度和湿度环境的影响和精确的控制，然后由采集系统传来数据。由于CAN总线可以提高抗干扰能力和可靠性的数据，因此，使用CAN总线接口，然后由上位机监测的数据传输。 本文介绍了数据采集系统的设计组成的温度和湿度传感器、单片机系统、计算机、CAN总线。在SHT75数字式温湿度传感器收集的温度和湿度测量数据,将数据传送到C8051F060单片机系统通过总线接口。C8051F060单片机做简单的快速处理的数据通过CAN总线接口,计算机实时监测。经过测试,该系统能够实现数据采集、处理和通信。 关键词温度和湿度传感器、C8051F060、数据采集、CAN总线

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊ I.介绍 对在实际生产中生活在很多时候都考虑温度、湿度的环境影响和精确的控制,如食物的储存和烟草生产,自动控制的空调、汽车等。 因为集成电路制造技术的不断提高,出现了高性能、高可靠性的单片机数据采集系统。数据采集技术已经成为了一种专门的技术,在工业领域得到了广泛的应用,数据采集系统所使用的更高级的模块式结构,根据不同的应用需求,通过简单的增加和更换组件,并结合系统编程,可以扩大或修改系统,迅速组成一个新的系统[1]。温湿度数据采集系统总是有关科研单位及公司致力于开发项目,它早期在8031单片机为核心构成的系统核心,采用热敏电阻和电容作为湿敏感温度传感器和湿度传感器,整个系统,而低成本,但大尺寸和低精度、通信距离限制,通用性差、克服缺点,本文研究了基于单片机的温度和湿度数据采集系统,实现对现场仓库房间温度和湿度监测,具有实时性好、精度高、测试简单方便,易于维护和使用信号收发器的优点[2]。