单片机DHT11无线温湿度多点采集系统实战项目所有资料下载

ID:218519 · 发表于 2017-7-22 18:34

无线温湿度多点采集系统具有实时在线监测、多点采集、集中显示、系统布线简单等特点，特别适用于复杂地形条件、高腐蚀性、建筑群、爆炸等场合，或者被采集对象是运动、旋转等情况。
本项目充分利用无线数据传输的优势，将温湿度采集和无线通讯相结合，具有一定的使用价值，同时，也很容易在此系统上扩展更多功能。
内包含详细资料和应用软件！工程都已编译无误！连接图等重要信息都有

项目实战五

无线温湿度多点采集系统

艾克姆科技

STC单片机项目实战

修订历史记录

RevisionRecords

日期 Date	版本 Version	编制 Written By	审核 Checked By	批准 Approved By	说明 Explanation
2017.9.20	A	康工	飞宇		初建

1. 系统概述........................................................................ 4

2. 开发需求........................................................................ 4

2.1. 软件需求..................................................................... 4

2.2. 硬件需求..................................................................... 4

3. 系统组成结构................................................................ 4

3.1. 设备描述.................................................................... 5

3.2. 系统容量.................................................................... 5

3.3. 系统主要功能............................................................ 6

4. 通讯协议...................................................................... 6

4.1. 设备编码................................................................... 6

4.2. 报文格式................................................................... 6

5. 实验步骤...................................................................... 7

5.1. 程序下载................................................................... 7

5.1.1. 接收基站程序下载..................................................7

5.1.2. 检测节点程序下载..................................................7

5.2. 设备连接................................................................... 8

5.2.1. 接收基站和计算机之间的连接.............................. 8

5.2.2. DHT11 温湿度传感器连接到检测节点................... 8

6. 软件操作..................................................................... 9

6.1. 启动系统.................................................................. 9

6.2. 观察检测节点的温湿度值和温湿度曲线................. 9

7. 技术支持.................................................................... 10

1. 系统概述

无线温湿度多点采集系统具有实时在线监测、多点采集、集中显示、系统布线简单等特点，特别适用于复杂地形条件、高腐蚀性、建筑群、爆炸等场合，或者被采集对象是运动、旋转等情况。

本项目充分利用无线数据传输的优势，将温湿度采集和无线通讯相结合，具有一定的使用价值，同时，也很容易在此系统上扩展更多功能。

系统以 2.4GHz 为通讯网络，可选择使用近距离(约 200 米)或远距离(约 1500 米)无线模块，配置灵活。

系统采用计算机作为显示设备，实时显示各个节点采集的信息，方便统一管理。

检测节点和基站均采用 IAP15W4K58S4（或 IAP15W4K61S4 或 STC15W4K56S4）单片机为控制核心。节点外接温湿度传感器 DHT11，每 300 毫秒采集一次温湿度值，并通过无线的方式发送给基站。基站接收到节点的信息后，通过串口将此信息发送给计算机，由计算机完成温湿度值的显示。

2. 开发需求

2.1. 软件需求

Windows XP 或 Windows 7 32/64 或 WIN8 系统。

keil uv4 for 51。

stc-isp-15xx-v6.85P。

2.2. 硬件需求

表一：硬件需求

设备	数量
计算机	1 台
进取者 STC 开发板	5 块(最少 2 块)
DHT11 温湿度传感器	4 个(最少 1 块)
NRF24L01 无线模块	最少 2 个
UBS MINI 数据线	最少 1 根
连接线材	若干

3. 系统组成结构

无线温湿度多点采集系统由无线检测节点(搭配 DHT11 温湿度传感器)、接收基站、温度监测工作站(计算机显示)三部分组成。系统的结构示意图如下：

图 1：无线温湿度多点采集系统结构图

3.1. 设备描述

温湿度监测工作站：由计算机和显示器组成，用于集中显示显示采集现场的温湿度值，便于统一观察、管理。

接收基站：接收各个检测节点无线发送的温湿度数据，整理后上传给温度监测工作站。
检测节点：读取 DHT11 温湿度传感器传感器数据，处理后通过无线的方式发送给接收基站。

温湿度传感器：采用 DHT11 温湿度传感器，用于采集现场温湿度数据。

3.2. 系统容量

系统基于无线通讯，采用多点对点的星型网络通讯，单个接收基站可最大管理 255 个检测节点(考虑到无线传输距离、覆盖范围和通讯效率的因素，单个接收基站不建议配置太多的检测节点)。本系统为演示方便，单个接收基站下面配置了 4 个检测节点，定义设备如下：

温湿度监测工作站：一台计算机和一台显示器。

接收基站：1 台。

检测节点：4 台，每个节点外接一个 DHT11 温湿度传感器。

3.3. 系统主要功能

显示功能：在计算机终端和图形设备上以文字、图形等形式显示各个检测节点采集的温湿度值。

数据通讯功能：温湿度监测工作站和接收基站之间通过 UART 进行数据传输。

温湿度超标预警功能：当检测节点检测到温湿度值超标预警值，立即上报信息，温湿度监测工作站接收到此信息后进行报警提示。注：该功能暂未实现。

故障诊断功能：在工作站的软件界面上能实时反映检测节点的工作状态，自动诊断其是否在线并能进行报警提示。

4. 通讯协议

4.1. 设备编码

网络中的设备需要有一个标识自身身份的地址（编码）才能相互之间通讯，本系统中，设备编码如下：

温湿度监测工作站：地址固定为 E5(16 进制)。在本系统中，温湿度监测工作站指的是计算机。

接收基站：地址为 1。

检测节点：地址为 1~4(10 进制，可以根据自己的需要进行修改，注意，演示软件中可检测的测控基站地址是：1~4，也就是说，使用本系统进行演示，4 个检测节点的地址必须设置为 1~4，并且，地址不能重复)。

4.2. 报文格式

目的地址帧头

(DA)

表二：接收基站和工作站之间铜须的报文格式

源地址

数据长度(IL）流水号(SN) 数据 data 校验(FCS) (SA)

表三：报文解释

内容	长度 (byte)	备注
帧头	2	标志一个数据帧的开始，固定为 55 AA。
目的地址	1	数据包到达地址。工作站(计算机)地址固定为：E5(16 进制)。
源地址	1	数据包发出设备的地址。
数据长度	1	数据的总字节数。本演示系统中固定为 16 个字节。每个检测节

		点 4 个字节，4 个检测节点一共 16 字节
数据	16	4 个检测节点上报的温湿度数值。详见表 4。
校验	1	异或校验。注：该校验位为预留字节，不进行检验是为了调试方便，需要使用此校验的可以自行加上。

表四：数据

检测节点 1数据	检测节点 1数据	检测节点 1数据	检测节点 1数据
4 个字节	4 个字节	4 个字节	4 个字节
字节 1：温度高字节字节 2：温度低字节字节 3：湿度高字节字节 4：湿度低字节	字节 1：温度高字节字节 2：温度低字节字节 3：湿度高字节字节 4：湿度低字节	字节 1：温度高字节字节 2：温度低字节字节 3：湿度高字节字节 4：湿度低字节	字节 1：温度高字节字节 2：温度低字节字节 3：湿度高字节字节 4：湿度低字节

5. 实验步骤

5.1. 程序下载

5.1.1. 接收基站程序下载

拷贝“…高级项目实战例程项目实战 5-无线温湿度多点采集系统”目录下的接收基站工程文件夹“Station”到合适的目录，如 D 盘。

注：为什么要拷贝出来？原因主要有两点：

拷贝出来可以随意修改，修改错了，可以再次拷贝而不用重新去网盘下载。

资料中的工程目录包含中文且目录很深，开发软件时，强烈建议工程文件不要包含中文目录，且工程路径不要过深。

打开 Keil uVision4，点击“Project”→“Open Project”打开“…StationProject”目录下的工程“Station.uvproj”。编译工程，下载程序。

5.1.2. 检测节点程序下载

拷贝“…高级项目实战例程项目实战 5-无线温湿度多点采集系统”目录下的接收基站工程文件夹“Nod”到合适的目录，如 D 盘。

打开 Keil uVision4，点击“Project”→“Open Project”打开“…NodProject”目录下的工程“nod.uvproj”。

打开“config.h”文件，配置检测节点地址，如下图所示，注意，在本演示系统中，检测节点的地址只能配置为 1~4，且不能重复，否则，检测软件无法显示。

图 2：检测节点地址设置地址修改好后，编译程序并将程序下载到检测节点。

5.2. 设备连接

5.2.1. 接收基站和计算机之间的连接

接收基站和计算机之间连接很简单，通过一根 MINI USB 数据线连接，按下电源开关即

可。

5.2.2. DHT11 温湿度传感器连接到检测节点

图 3：DHT11 温湿度传感器

表五：DHT11 和基站连接

管脚	信号	和基站连接
1	VCC	5V
2	DO	P3.6
3	NC	NC
4	GND	GND

6. 软件操作

6.1. 启动系统

打开“…高级项目实战例程项目实战 5-无线温湿度多点采集系统”目录下的“无线温湿度多点采集系统.exe”，启动软件。软件启动后界面如下：

图 6：iM-Net 温湿度监控系统软件界面打开软件后，选择好串口号，串口波特率设置为 9600，点击启动按钮，启动系统。

6.2. 观察检测节点的温湿度值和温湿度曲线

系统正常工作后，即可在软件界面中观察到各个节点的温湿度值和温湿度曲线，如下图所示。可以通过显示选项选择显示曲线的节点，通过节点的通讯状态指示灯可以观察到各个节点的通讯状态。

图 7：温湿度曲线

单片机源程序如下:

/****************************************Copyright (c)****************************************************
**
** [艾克姆科技]
** IIKMSIK
**--------------File Info---------------------------------------------------------------------------------
** File name:
** Last modified Date:
** Last Version:
** Descriptions:
**--------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Created by: 强光手电
** Created date: 2016-09-17
** Version: 1.0
** Descriptions: 无线温湿度多点采集系统-基站程序
**--------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
** Version:
** Descriptions:
**********************************************************************************************************/
/****-----请阅读PDF文档项目实战5：无线温湿度多点采集系统进行实验--***********/
#include "config.h"
#include "nRF24L01.h"
#include "uart.h"
#include "timer.h"
#define FRAME_HEAD55 0x55
#define FRAME_HEADAA 0xAA
uint8_t RxPayload[32]; //无线接收缓存
//uint8_t TxPayload[32]; //无线发送缓存
uint8_t RepFlag;
typedef struct Frame_Report
{
uint8_t len;
uint8_t buf[FRAME_MAX_LEN]; //上报数据缓存
}Frame_ReportInfo;
Frame_ReportInfo FrameReportInfo = {0};
uint8_t ReceBuf[4][4];//存放4个节点的数据
/**************************************
功能描述：延时函数
入口参数：uint x ，该值为1时，延时1ms
返回值：无
***************************************/
void delay_ms(uint16_t x)
{
uint16_t j,i;
for(j=0;j<x;j++)
{
for(i=0;i<1100;i++);
}
}
/***************************************************************************
* 描述 : 数据打包
* 入参 : 无
* 返回值 : 数据长度
**************************************************************************/
static uint8_t ReportFrame(void)
{
uint8_t i,j;
FrameReportInfo.len = 16; //数据长度固定为16
FrameReportInfo.buf[0] = FRAME_HEAD55;
FrameReportInfo.buf[1] = FRAME_HEADAA; //帧头
FrameReportInfo.buf[2] = HOST_ADDR; //对于基站来说，主机是基站的目的地址。即0xEA
FrameReportInfo.buf[3] = LOCAL_ADDR; //本机地址
FrameReportInfo.buf[4] = FrameReportInfo.len;
for(i=0; i<4; i++)
{
for(j=0; j<4; j++)FrameReportInfo.buf[5+i*4+j] = ReceBuf[i][j];
}
return FrameReportInfo.len+6;
}
/***************************************************************************
* 描述 : 发送数据给主机
* 入参 : 无
* 返回值 : 无
**************************************************************************/
static void SendDatToHost(uint8_t len)
{
uint8_t i;
for(i=0; i<len; i++)
{
U1SendData(FrameReportInfo.buf[i]);
}
delay_ms(5);
}
/***************************************************************************
* 描述 : 主函数
* 入参 : 无
* 返回值 : 无
**************************************************************************/
int main() //主函数
{
uint8_t i,j;
uint16_t loop =0;
/////////////////////////////////////////////////
//注意: STC15W4K32S4系列的芯片,上电后所有与PWM相关的IO口均为
// 高阻态,需将这些口设置为准双向口或强推挽模式方可正常使用
//相关IO: P0.6/P0.7/P1.6/P1.7/P2.1/P2.2
// P2.3/P2.7/P3.7/P4.2/P4.4/P4.5
/////////////////////////////////////////////////
P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置P0.0~P0.7为准双向口
P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置P2.0~P2.7为准双向口
P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置P3.0~P3.7为准双向口
P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置P4.0~P4.7为准双向口
P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置P5.0~P5.7为准双向口
Uart1_Init(); //初始化串口1
Timer0Init(); //初始化定时器0，用于定时发送各个节点的温湿度值到计算机
Init_NRF24L01(); //初始化
Set_RxMode(); //配置nRF24L01为接收模式
EA = 1; //总中断打开
while(1)
{
if(NRF24L01_RxPacket(RxPayload) == RX_OK) //如果接收成功
{
if(RxPayload[0] == 0x5A)
{
led=~led;//NRF24L01模块状态指示灯翻转
//注意，这里进行了简化，只支持接收4个节点的数据，而且，4个节点的地址必须是1 2 3 4
if((RxPayload[1]>0) && (RxPayload[1]<5))//判断节点地址是否合法
{
for(i=0;i<4;i++)ReceBuf[RxPayload[1]-1][i] = RxPayload[2+i];
}
RxPayload[0] = 0;
}
……………………
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ID:221117 · 发表于 2017-7-23 09:45

看着很高大上啊，下来看看，学习中......

ID:134271 · 发表于 2017-8-5 10:39

能提供上位机VB/VC源程序吗？

ID:384025 · 发表于 2018-11-6 10:40

很不错的文档!谢谢楼主！

ID:137005 · 发表于 2018-11-22 09:09

谢谢分享！

ID:357107 · 发表于 2018-11-22 11:24

能提供上位机VB/VC源程序吗

ID:429003 · 发表于 2018-11-22 12:33

楼主精神可嘉，不过这个传感器，湿度测量完全是个鸡肋，偏差有点大！

ID:357107 · 发表于 2018-11-22 15:30

可以改成sht21

ID:417098 · 发表于 2019-1-4 13:46

你好请问有电路板的图吗？下载的资料包里只有一张照片，刚入门看不懂

ID:612332 · 发表于 2019-9-16 23:11

有电路图吗

ID:512907 · 发表于 2019-9-19 22:08

好不错的

ID:601639 · 发表于 2020-5-11 17:50

下下来看看效果。

ID:704585 · 发表于 2020-5-15 15:26

谢谢楼主分享

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