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摘 要

本设计以STC89C52单片机为数据处理的中心，用DS18B20为温度传感器，利用ZigBee协议进行无线通信，最终由串口屏显示温度。本文在硬件方面使用电路图，软件方面使用流程图来描述整个系统，并用Keil uVision和USART HMI作为程序调试的工具，使用Proteus进行硬件模拟测试。最终测试结果显示本次设计的温度检测系统可以实现温度的远程监测与自动报警功能，用户可以根据实际情况手动设定温度阈值，最终可以远程在显示屏上观察到温度参数。若温度超过设定的警戒值，则屏幕会产生相应的提示。相对于传统的人工测量温度方法，本次设计不仅精度高、实时性强，而且极大地降低了工人的劳动强度，提高了温室大棚的生产质量与经济效益，符合农业现代化的要求。

关键词：STC89C52，ZigBee技术，温度测量

Abstract: This design uses the STC89C52 microcontroller as the center of data processing, DS18B20 as the temperature sensor, and the ZigBee protocol for wireless communication. Finally, the temperature is displayed on the serial port screen. This article uses circuit diagrams in hardware, and software uses flowcharts to describe the entire system. And use Keil uVision and USART HMI as the debugging tool of the program, use Proteus to carry on the hardware simulation test. The final test results show that the designed temperature detection system can realize remote temperature monitoring and automatic alarm function. The user can manually set the temperature threshold according to the actual situation. Finally, the temperature parameter can be observed on the screen remotely. If the temperature exceeds the set alert value, the screen will generate a corresponding prompt. Compared with the traditional manual temperature measurement method, this design not only has high precision and real-time performance, but also greatly reduces the labor intensity of workers, improves the production quality and economic efficiency of greenhouses and meets the requirements of agricultural modernization.

Key words: STC89C52，ZigBee technolog，Temperture measurement

目 录

1 引言 4

2 无线通信技术 4

2.1 串行通信技术简介 4

2.2 ZigBee技术简介 5

2.3 STC89C52单片机 6

2.4 软件开发环境 7

2.4.1 Keil uVision软件开发环境 7

2.4.2 USART HMI软件开发环境 8

3 DS18B20温度传感器测温原理 9

4 系统总体方案设计 11

5 系统硬件设计 12

5.1 供电模块设计 12

5.2 晶振及复位模块设计 12

5.3 整体电路设计 13

6 系统软件设计 14

6.1 温度检测模块程序设计 14

6.2 无线通信模块程序设计 16

6.3 整体程序设计 17

7 测试结果与分析 18

7.1 仿真测试 18

7.2 实地测试 20

总 结 22

参考文献 23

致 谢 24

附 录1 25

1 引言

温室大棚是我国农业生产的重要部分，随着科技的进步与生产的不断发展，我们对于温室大棚的各种环境因素要求的精度要求也日渐提高。如果在温室大棚中加入智能化的监控系统，当室内主要参数发生变化不符合最佳生长需求时，系统会发出警报，这样可以使作物始终处于最佳生长状态，有利于提高作物的产量与质量，带来更高的经济收益^[1]。

一般意义上的温室大棚通常以人工检测的方式来测量大棚内的温度，并且根据测出的结果来做应对措施。此方案不但实时性差、准确度低，而且人工劳动强度大、效率低。为此，本次毕业设计计划在传统的蔬菜大中加入温度自动检测系统，以简单便捷的方法获取温室大棚的主要参数，并且根据测量出的参数做出相应的响应。

单片机具有体积小、价格低、功能强等优点，非常适合放置于温室大棚中。本文从温室大棚的温度控制系统的的硬件设计、软件设计等两个方面入手, 使用STC89C52实现基本参数的测量^[2]。

2 无线通信技术

2.1 串行通信技术简介

串行通信是单片机与其外围设备之间进行数据交换的常用方式。当数据一位接着一位地传输时，称为串行通信。串行通信只用一根数据线传送信息，它具成本低、设备简单、使用灵活等优点。

串行通信分为同步通信与异步通信两种形式，如果发送方与接收方使用的是同一个时钟，则称为同步通信，反之称为异步通信。本次设计中采用异步通信方式，要注意的是串行通信在进行通信前需要对主要的参数进行匹配。

图2-1 数据帧格式

STC89C52包含一个可编程的全双工串行口，两个互不干扰的发送与接收缓冲器被包含在内，它们占用同样的地址99H^[3]。两接收器是双缓冲结构，可以同时读取和发送数据。

当串口在方式1的工作模式下，数据帧如图2-1所示。一帧数据共有10位，其中第1位起始位，中间8位数据位，最后1位停止位。

ZigBee技术简介

ZigBee技术是一种广泛使用的无线网络技术, 它的主要优点可见表2-1，与其他常用的无线通信技术区别见表2-2。它的的工作频率在2.4 GHz、868MHz或者915MHz，是一种双向传输的无线通信标准^[4]。ZigBee技术主在自动控制方面与远程控制方面应用频繁，有时也作为嵌入设备使用。它可以实现与传感器数据双向传输,既满足了对传感器信息的处理,又同时可以对传感器进行控制，使得组成的无线传感网系统化、网络化。

ZigBee组成的网络支持星形、树形和网络状结构^[5]，整个网络需要协调器发出控制命令。当系统开始工作时，协调器会接收节点的数据信息，并发送给单片机或其它上位机进行数据处理。

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