1、无线温湿度传感器测量模块设计开题报告 毕业设计开题报告学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系：信息与通信工程学院专 业：电气工程及其自动化设 计 题 目：无线温湿度传感器测量模块设计指导教师: 2013 年 3 月 15 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、
2、手册）。文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如020*），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述温度是
3、表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。在整个宇宙当中，温度无处不存在。无论在地球上还是在月球上，也无论是在炽热的太阳上还是在阴冷的冥王星上，这一切无不由于空间位置的不同而存在着温度的差别【1】。 湿度是表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米，绝对湿度的最大限
4、度是饱和状态下的最高湿度；相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高【2】。从17世纪初伽利略发明温度计，把玻璃管倒过来，把液体放在管内，把玻璃管封闭进行测量温度。在1659年法国人布利奥把玻璃泡的体积缩小，并把测温物质改为水银，这样的温度计已具备了现在温度计的雏形。以后荷兰人华伦海特在1709年利用酒精，在1714年又利用水银作为测量物质，制造了更精确的温度计。瑞典人摄尔修斯1742年改进了华伦海特温度计的刻度，他把水的沸点定为100度，把水的冰点定为0度。而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。五十年以后，另一
5、位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下，20世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。从此电子温度计随着传感器的发展越来越成熟。 智能温度传感器(亦称数字温度传感器）在20世纪90年代中期问世。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE_）的结晶。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存
6、储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU），并且可通过软件来实现测试功能，温度计也越来越智能化。 而湿度计好像是里安纳度（一个在15世纪在意大利里出生的人），是第一个想出这一个仪器量度出空气中的水蒸气含量的人开始探索的。他将一干燥的棉花放在一个天砰的一侧上。然后他安置一个正是与棉花相同的重量的对象在天砰的另一侧。当干燥的棉花从空气吸收水蒸汽，它变得更重并且这个天砰的这侧开始降落。在两重量之间的不同是湿度的度量标准。现在科学家使用一台称为psychrometer的仪器测量相对湿度。psychrometer由两个绑在一起的温度计造成。一个温度计的泡被
7、用清水浸过的材料包着。开始量度相对湿度时，要把psychrometer旅转直至被包着的温度计维持一个稳定的温度,而这温度一定比干的那个温度计低。实际的空气温度被干燥的那个温度计量度。在两温度之间的不同被叫为wet-bulbdepression是来自物质的水的蒸发的结果。科学家记录低干的温度计的温度和wet-bulbdepression,然后制成一个图表,来计算相对湿度。这个也是干湿球湿度计的工作原理。 跟电子温度计一样湿度计随着湿度传感器的发展趋于成熟。现在常用的温度传感器AD590，DS18B20湿度传感器HMxx系列，HS1xx系列，SHT系列，DHT系列随着温湿度计的发展温室监控系统也越
8、来越成熟，更好的为人们服务3。人类的生存和社会活动与温、湿度密切相关，随着科学技术的不断发展，人类在不同领域对温、湿度的测量和分析提出了更广和更高的要求【4】。并且随着人们生活水平的提 高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度的变化与人体 的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度的检测就非常有必要了【5-6】。无线传感器网络被越来越多的应用到环境监测领域。世界对温湿度的测量经历了从无到有，从简单到复杂的过程，其智能化程度也越来越高【7】。采用单片机对温湿度进行测量和控制，不仅具有控制方便、灵活、简单等优点，而且可以大幅提高温湿度控制的技术指标，用LED或LCD来显示测量的温湿度
9、也更加的直观。新一代的温湿度传感器DHT11不再需要外置的A/D转换模块，体积小巧、接口简单、响应速度快、性价比高，得到了越来越多的应用【8-9】。作为一种新型的单总线数字温湿度传感器, DHT11具有体积小、功耗低、响应速度快、抗干扰能力强、控制简单、性价比高等优点, 能够广泛应用于各个领域【10-12】。其基本指标如下:温湿度复合传感器;全量程标定校准, 单线数字输出;湿度测量范围为20% 90%RH;温度测量范围为0+50 ;湿度测量精度为5.0%RH;温度测量精度为1.0 ;响应时间5s;低功耗;超长的信号传输距离;出色的长期稳定性;超小体积【13】。而国外又有了新的发现。最近，纤维素
10、被重新发现作为一种智能材料，可作为传感器和致动器材料，这被称为电活性研究。在这项工作中我们证明纤维素可应用为一个灵活的湿度和温度传感器。纳米聚吡咯（PPy）作为一个湿度和温度敏感层被引入到纤维素表面，通过原位聚合技术，不破坏其纤维素结构。由原子力显微镜、紫外可见光谱、传输电子显微镜和二次离子质谱分析表明，能成功的沉积聚吡咯纳米层到纤维素表面，这被称为纤维素聚吡咯的纳米复合材料。通过对聚合时间对纤维素聚吡咯纳米复合材料的传感性能的影响进行了研究，实验结果表明，纤维素聚吡咯的纳米复合材料具有16小时的聚合反应时间，适用于温度和湿度传感器【14-16】。对于51系列单片机, 目前常用的语言有汇编和单
11、片机C语言。本系统软件采用汇编语言编写。主要由主程序、读取温湿度子程序、数据转换子程序、液晶显示子程序、数据存储子程序、无线发送和接收子程序等部分组成，【17-19】。参考文献：1戴继雄. 基于单片机的温湿度检测仪的设计D.南华大学，20122杨健,张玉存,宋志刚.湿度测量体制历史和现状分析及建议J.气象水文海洋仪器,2009（2）3刘晓薇.基于SHT11温湿度监测及其显示系统D.辽宁石油化工大学，20124姚传安.无线温湿度测量传感器网络设计J.计算机测量与控制,2007,15（2）5陆超,袁静.基于单片机控制的温湿度测量系统J甘肃联合大学学报,2007,21(2) 6张军,吴建峰.基于无线
12、传感器网络的温湿度检测系统J.杭州电子科技大学学报,2010,30(6)7倪天龙.单总线传感器DHT11在温湿度测控中的应用J.应用天地,20108王志宏，白翠珍.基于DHT11 的实验室多点温湿度报警系统设计J.山西电子技术,2011(4)9韩英梅,赵建平，白慧静. 基于DHT11 的无线温湿度传感器网络节点的设计J.井冈山大学学报, 2010(31)10张玉建.基于nRF24L01 的无线温湿度检测系统设计D 徐州工业技术学院硕士论文，201211胡增康,王露露,刘朝新.室内温湿度监测系统设计R.高校理科研究,201112Sekwang Park,Jeong Kang,Jinsu Park
13、,Suhwan Mun.One-bodied humidity and temperature sensor having advanced linearity at low and high humidity range.Sensors and Actuators,2001,322-32613 温湿度模块DHT11 产品手册EB/OL.http/14Schauder CWireless sensor networks for temperature and humidity monitoring withinconcrete structures.Construction and Build
14、ing Materials，2013 15Chih-Yuan Chang,San-Shan Hungb. Implementing RFIC and sensor technology to measure temperature and humidity inside concrete structures.Construction and Building Materials,2012,628-63716Suresha K. Mahadeva, Sungryul Yun, Jaehwan Kim. Flexible humidity and temperature sensor based
15、 on cellulose-polypyrrole nanocomposite. Sensors and Actuators,2011(6),194-19917孙俊峰,李孝海.基于无线技术的温湿度测量装置的开发J.机电工程技术,2010,39(9) 18赵健，吴顺伟.基于单片机的温湿度测量系统的研制J电子技术19李金龙，王黎，高晓蓉.多点温湿度远程无线监控系统设计J.控制系统，2009，31（2） 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 需研究和解决的问题设计以单片机芯片为核心的一套无线温湿度传感器测量模块。整个系统包括数据采集，数据分析及处理
16、，数据显示，数据的无线传输几个部分。2.2 拟采用的方法本设计以C8051F340芯片为核心，采用技术较为成熟的单总线数字式温湿度传感器DHT11来采集数据，显示模块采用的是LCD1602，利用CC1101作为本系统的无线收发模块。 即硬件上是通过DHT11采集温湿度数据，通过单片机芯片的I/O口将数据送到芯片进行处理，再通过LCD1602以数字形式显示出来，最后通过无线收发模块将温湿度数据进行远程无线传输。整个系统的软件编程是通过汇编语言对单片机C8051F340实现其控制功能。 以下是系统的组成框图 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：该生对本课题进行了仔细研究，在书写开题报告的过
17、程中，查阅了大量相关的文献资料，对课题所涉及的知识有了深入的了解，明确了论文的研究意义、研究内容和具体工作。开题报告内容充实，工作安排合理，有望按时完成，同意开题。 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日附件：参考文献格式学术期刊 作者论文题目期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰，胡征，景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxid
18、e nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国，谢去病，王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智，孙洪洲群论北京：北京大学出版社，1987101预印本 作者论文题目预印本编号（出版年份）例如：5Xiaofeng Guo and Jianwei QiuThe
19、leading power corrections to the structure functionshepph/9810548(1998)学位论文 作者论文题目学士(或硕士、博士)学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：6 陈异. 纳米粒子形貌控制研究. 硕士学位论文. 北京：中国科学院, 2002电子文献 主要责任者. 电子文献题名电子文献的出处或可获地址. 发表或更新日期例如：7 王明亮. 关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展. 1998-08-16专利 专利所有者. 专利名称. 专利国别：专利号，日期.例如：8 姜锡洲.一种温热外敷药制备方案. 中国专利：881056073，1989-07-26.
