物联网技术区||传感控制器的应用之温湿度的获取

发布者：    布时间：2020-09-16 16:33:54    点击量：

      任务描述
      通过编程实现温湿度数据的读取，在节点模块的液晶屏幕上进行显示,当用手接触温湿度传感器时，获取值会产生实时变化。
      知识引入
      温湿度传感器在生活中应用广泛，常用于温室大棚的检测，仓库、智能家居中的监控，工厂里机器工作的温湿度监控等。现在大多数市面上的温度传感器可检测的范围大概是-20℃到+200℃。湿度传感器根据工艺和材料略有不同。
      温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
      常见的湿度传感器有碳膜湿度传感器，金属氧化物陶瓷式湿度传感器，电解质湿度传感器（氯化锂湿敏电阻），高分子湿度传感器（高分子湿敏电阻），高分子湿度传感器（高分子湿敏电容(流行)），红外湿度传感器，微波湿度传感器，超声波湿度传感器等。

1. 实验电路图

       本项目中引脚接口的功能定义相同，如图4-1所示，后期任务中将不再介绍。        SHT3X读取的温度误差率较低，精度较准，通过IIC总线直接接入单片机，STC15通过P00和P01与SHT3X进行连接，原理图如下：

       本任务实现需要节点板、slink通信模块、温湿度传感器模块各一个。

2. 关键代码的分析

       此处给出完整的温湿度传感器数据获取、显示、发送代码，在后期任务实施的代码书写部分可以直接使用，也可以根据实际需求进行举一反三，修改利用。
       源码中与项目三相关的知识这里简单注释，不再展开分析。代码中关键知识点部分以注释形式进行分析，请仔细阅读分析，在任务实施过程中可根据实际情况决定是否书写。

//*文 件 名:    main.c #include "WZ01_BR13_A_V1.0.h" #include "DHT11.h" #include "Uart3.h" /*-源码分析----------------- 以上三个头文件功能描述如下： WZ01_BR13_A_V1.0.h：设备厂家单片机定义的头文件； DHT11.h：读取DHT11温湿度传感器的数据的头文件； Uart3.h：串口3收发以及端口的映射的头文件。 ------------------*/ ulong System1MsCnt = 0;             //系统1ms计数器 ulong SystemSecond = 0; void Timer0Init()       //*功能描述:    定时器0初始化函数 {     AUXR |= 0x80;                   //定时器0为1T模式 //  AUXR &= 0x7f;                   //定时器0为12T模式     TMOD = 0x00;                    //设置定时器为模式0(16位自动重装载)     TL0 = T1MS;                     //初始化计时值     TH0 = T1MS >> 8;     TR0 = 1;                        //定时器0开始计时     ET0 = 1;                        //使能定时器0中断     EA = 1; } void Timer0_ISR() interrupt 1 using 1 //*功能描述:    定时器0中断服务函数(启动后每1MS进入一次) {     static uint counter0=0;     counter0++;     System1MsCnt++;     if(System1MsCnt%1000==0)     {           //      BUZZER = !BUZZER;//可根据功能自定义代码。     } } void main(void) //*功能描述:    主函数 {     uint  i=0;     uint  value=0;     uint  temp16=0;     uchar buff[20]={0};  //定义字符数组存储串口发送字符串     uint temp = 0;  //定义整型变量存储温度值     uint humi = 0;  //定义整型变量存储湿度值     BUZZER_INIT();     Timer0Init();     //定时器0初始化     Uart1Init();    //串口1初始化     Uart3Init();    //串口3初始化     OledInit(); //节点底板led屏初始化     OledClear();     OledDispString(1,1,"   DHT11温湿度  "); //在OLED液晶显示屏上的第一行第一列的位置显示“DHT11温湿度”文字信息 /*源码分析------------------ 以上OledDispString（）函数功能如下： 1.OledDispString(uchar page,uchar column,uchar *text)：以OLED液晶显示屏上的第page行、column列的位置开始，显示*text文字信息；注意，中文字符为双字节，所以当要显示含有中文字符的信息，应占2行。 如有第一行“当前温湿度”、第二行“温度25，湿度30”两行字符显示，对应代码如下： OledDispString(1,1,"  当前温湿度  "); OledDispString(3,1,"温度25，湿度30"); ------------------*/     while(1)     {               temp16 = DHT11();                           //获取温湿度         temp = temp16>>8;          humi = temp16&0x00FF; /*源码分析------------------ 以上三行代码功能分析如下： 1.temp16 ：通过DHT11()函数获取16位温湿度值，高八位存放温度值，低八位存放湿度值，参见第三章DHT11数字湿温度传感器数据格式; 2.temp16>>8：右移八位，只保留高八位，获取温度值； 3.temp16&0x00FF：通过按位与运算，只保留低八位，获取湿度值。 ------------------*/         sprintf(buff,"温度:%d 湿度:%d",temp,humi);          OledClearHalf(2);         OledDispString(3,1,buff);                           sprintf(buff,"#var 1 %d\r",temp);         Send3String(buff);  /*源码分析------------------ 以上两行代码功能分析如下： 1.sprintf(buff,"#var 1 %d\r",temp)：把temp温度变量值代入前面第二个参数字符串中的“%d”位置，存储到buff字符数组中。例如temp=25；那么buff字符数组中最后存储的是”#var 1 25\r”字符串，是向物联网网关发送信息的数据格式，此字符串格式含义在上位机开发中会详细叙述。 2.Send3String(buff)：通过串口3向网关发送buff字符数组中的信息。 ------------------*/           DelayMs(100);  //延时100毫秒         sprintf(buff,"#var 2 %d\r",humi);         Send3String(buff);         DelayMs(1000);      } }

 
任务实现
1. 将无线模块插到节点底板上，注意天线朝左，将DHT11温湿度传感器插到节点底板，有白色丝印的角朝右。如图4-3温湿度节点模块所示。

1. 连接节点模块电源，为节点底板通电，此时led1灯点亮状态。
2. 在Keil软件打开随书资源中“源代码\项目四\任务1\WZ01_CZ_A_V1.0.uvproj”温湿度工程文件，工程目录如图4-4所示。

 

3. 在主程序main.c中编辑前面关键代码分析中的源码，完成后保存。
4. 依据本教材项目二中任务二的操作，进行编译选项的设置。
5. 点击编译按钮，成功编译后，在工程目录下output文件夹中生成了”温湿度采集实验.hex”可执行文件。

提示：在编译过程中，编译与C语言编译器类似，可以双击错误提示，跳转到错误地方，改正错误。
需要对函数或变量的定义进行查看，鼠标移动到所要查看的内容上，单击右键，在弹出的快捷菜单中点击”Go To Definition ‘’ 菜单项转到定义部分进行查看，如图4-4所示。  
       上述内容在后面项目中不再重复讲述。

6. 打开STC-ISP软件，将USB-TTL下载器插上电脑（需要安装驱动），依据本教材项目二中任务三中的操作，选择下载器端口号和刚刚生成的HEX文件。
7. 查看运行结果

       程序下载完毕，OLED 屏幕将显示“温度：27 湿度：69”，如果认为的改变传感器周边的温度或者湿度，OLED上的温湿度数据也将随之改变。
       任务小结
       本任务通过编程实现温湿度数据的读取，让初学者熟悉传感器编程的思路，进一步加强开发环境的使用和配置，本任务中主要知识点为温湿度读取DHT11()函数、节点底板液晶屏幕显示，同时要注意向网关发送数据的格式。

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