CN206161040U - 一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统，包括发送端部分和接收端部分，其中发送端包括STC89C52单片机、电源输入电路、无线传输模块、敏感元件、小信号放大电路以及A/D转换电路；接收端B中的STC89C52单片机分别与电源输入电路、LCD液晶显示电路、蜂鸣器报警电路、键盘输入模块以及无线传输模块连接。本实用新型能够高效、准确、及时的检测到农业大棚的温湿度和粉尘浓度情况，并具有体积小，操作简单可靠，功耗低，成本低等诸多优点，可以大大提高农业大棚的管理水平，减少环境因素对大棚的危害和影响。

Description

一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统

技术领域

本实用新型涉及一种温湿度和粉尘监测和报警装置，尤其是低功耗、多点检测的温湿度和粉尘无线监测和报警装置。

背景技术

温湿度和粉尘浓度都是影响农业大棚生产的重要因素，不同农作物在生长过程中对温湿度的要求程度也不同，如不能有效调控温湿度和粉尘浓度，将会导致农作物生长坏死，造成不可估量的经济损失。

传统的大棚生产是使用测量温度和湿度的仪器收集所需要的环境参数，然后通过人工操作方式实现加热、通风、降温等方法实现对大棚环境调控，其生产效率低下、测量和控制精度低，工作人员劳动强度大、检测实时性差。现有的无线的温湿度采集装置要么可靠性不高、功耗高、检测精度低，要么可靠性高，精度高，但价格昂贵且不能长时间布置，或者是需要连接电源线布置繁琐，体积比较大影响农作物生长空间等，不能实现广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有农业大棚存在的技术问题，提出了一种性能可靠、相对精度高、成本低的温湿度和粉尘的检测和报警系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术设计方案是：该农业大棚温湿度和粉尘监测系统包含监测数据发送部分A和接收显示部分B，其中发送端A主要由单片机、温湿度传感器、粉尘传感器、无线发送模块以及电源模块组成。接收端B包括无线接收模块、单片机、LCD液晶显示模块、报警器模块和键盘输入电路组成。

所述的发送端部分A：首先通过DHT11温湿度传感器采集空气中的温湿度数据，GP2Y1010AU0F粉尘传感器采集空气中PM2.5粉尘颗粒，其中DHT11引脚中，VCC管脚为正电源输入，接3V-5V DC；Dout管脚为单总线，是数据输入/输出引脚；NC管脚为空脚；GND管脚为接地。因为传感器采集到的信号非常微弱，要先经过小信号放大电路把信号放大，然后进行A/D模数转换，之后将采集到的数据再送至单片机进行数据处理，最后通过无线发送模块nRF24L01芯片将信息发送到接收端B中的无线接收模块。所述的数据处理模块采用STC89C52单片机，用于读取温湿度采集模块和粉尘传感器采集到的数据信息，其电路连接关系如下：单片机P3.6和P3.7口接入A/D转换，实现模拟信号与电信号的转换；P3.5接CS片选端口；P2.0～P2.5分别与无线传输模块的MISO、SCK、CE、CSN、MOSI、IRQ端口相连接；P2.6接入温湿度和粉尘传感器，实现单片机与传感器连接。

由于GP2Yl010AUOF粉尘传感器采集到信号为模拟信号，必须转换成数字信号才能送给单片机处理，所述的模数转换模块选用ADC0832作为模数转换的电路，经过ADC0832模数转换后，通过D0和D1端口送给单片机的P3.6和P3.7口进行分析处理。

电源管理模块采用锂电池供电，通过XC6210芯片产生5V稳压电源，分别为敏感元件和单片机STC89C52提供5V电压，以保证系统能持续、稳定地运行。

所述接收端B中无线接收模块采用nRF24L01芯片，用来接收发送端A中无线发送模块的温湿度和粉尘数据，并通过配置各种寄存器和控制指令，解析接收到的数据信息，然后传给数据处理模块；所述数据处理模块STC89C52单片机，对接收到的数据信息再次处理与分析，并显示在液晶显示模块上，nRF24L01芯片的第1、2、3、4、5、6脚CE、CSN、SCK、MOSI、MISO、IRQ端口接到单片机P2.2、P2.3、P2.1、P2.4、P2.0、P2.5端口；所述的液晶显示模块采用LCD1602液晶模块，LCD1602液晶显示模块的第4、5、6脚RS、RW、E接入单片机的P1.0、P1.1、P1.2端口。当单片机给P1.0、P1.1、P1.2、端口高电平时，液晶模块选择数据寄存器，将单片机处理好的数据进行寄存，进行读操作的指令，当单片机给P1.0、P1.1、P1.2端口低电平时，液晶模块选择指令寄存器，进行写操作的指令。此时，单片机将接收数据与开始设置的报警值(报警值可以通过手动来设置)进行比较，判断是否驱动蜂鸣器报警，当检测的数值超过报警值后，蜂鸣器动作，同时报警值可以通过按键手动调节；所述的报警电路采用蜂鸣器报警，用三极管8550驱动蜂鸣器，蜂鸣器报警同时状态指示灯也亮起，单片机P2.6接入报警电路，P2.7接入信号指示灯，P1.4口接入蜂鸣器报警电路,实现模拟报警功能。所述的键盘输入电路采用按键进行复位，9号引脚RST的功能是实现上电复位或掉电保护，单片机P3.5-P3.7接入按键电路，实现设定粉尘浓度的功能。

使用时，将该装置布置在农业大棚的各个部位，供电后每隔一个周期发送一次温湿度和粉尘浓度数据以及自身的编码信息，接收端B收到数据信息后，通过显示模块显示出来，必要时将触发报警电路，以便出现温湿度异常是能够迅速地找到异常位置，排除隐患。

本实用新型的有益效果是：能够高效、准确、及时的检测到农业大棚的温湿度和粉尘浓度情况，并具有体积小，操作简单可靠，功耗低，成本低等诸多优点，可以大大提高农业大棚的管理水平，减少环境因素对大棚的危害和影响。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图。

图2为本实用新型发送端部分的电路连接图。

图3为本实用新型接收端部分的电路原理图。

图中A.发送端部分，B.接收端部分，1.STC89C52单片机，2.电源输入电路，3.无线传输模块，4.敏感元件，5.小信号放大电路，6.A/D转换电路，7.LED液晶显示电路，8.蜂鸣器报警电路，9.键盘输入电路

具体实施方式

下面结合附图和实例来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图中，该种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统包括发送端A和接收端B，其中发送端A包括STC89C52单片机(1)、电源输入电路(2)、无线传输模块(3)、敏感元件(4)、小信号放大电路(5)以及A/D转换电路(6)，其中敏感元件(4)和小信号放大电路(5)连接，小信号放大电路(5)与A/D转换电路(6)连接，A/D转换电路(6)和电源输入电路(2)均与STC89C52单片机(1)连接，STC89C52单片机(1)与无线传输模块(3)连接；接收端B中的STC89C52单片机(1)分别与电源输入电路(2)、LCD液晶显示电路(7)、蜂鸣器报警电路(8)、键盘输入模块(9)以及无线传输模块(3)连接。

在图中，所述发送端A中的敏感元件(4)包括温湿度传感器DHT11和GP2Yl010AUOF粉尘传感器，用于收集农业大棚内的温湿度和粉尘浓度的参数，之后通过小信号放大电路(5)对信号进行放大处理，再经过A/D转换电路(6)将模拟量的信号转化成数字量传输至STC89C52单片机(1)，通过STC89C52单片机(1)处理后再由无线传输模块(3)中的无线发送模块将数据发送至接收端B。

接收端B中的无线接收模块接收到来自发送端A中的数据后，将数据传输至STC89C52单片机(1)分析处理，所述的LCD液晶显示电路(7)用来接收并显示来自单片机的参数的，同时显示信息发送的位置；所述的蜂鸣器报警电路的作用是，当监测参数超过设定阈值时，报警电路动作提醒用户；所述键盘输入电路用来设置初始阈值，根据不同的季节气候调节初始值。

Claims (3)

1.一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统，包括发送端A和接收端B，其特征是：发送端A包括STC89C52单片机(1)、电源输入电路(2)、无线传输模块(3)、敏感元件(4)、小信号放大电路(5)以及A/D转换电路(6)，其中敏感元件(4)和小信号放大电路(5)连接，小信号放大电路(5)与A/D转换电路(6)连接，A/D转换电路(6)和电源输入电路(2)均与STC89C52单片机(1)连接，STC89C52单片机(1)与无线传输模块(3)连接；接收端B中的STC89C52单片机(1)分别与电源输入电路(2)、LCD液晶显示电路(7)、蜂鸣器报警电路(8)、键盘输入模块(9)以及无线传输模块(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统，其特征是：无线传输模块(3)包括无线发送模块和无线接收模块，无线发送模块与发送端A中STC89C52单片机连接，无线接收模块与接收端B中的STC89C52单片机相连接。

3.根据权利要求1所述的一种温湿度和粉尘数据采集监测与报警系统，其特征是：敏感元件(4)包括温湿度传感器DHT11和GP2Y1010AU0F粉尘传感器。