基于arduino的温湿度监测系统的设计与实现 |
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基于arduino的温湿度监测系统的设计与实现
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以arduino开发板为控制器平台，采用dth11传感器采集温湿度数据，液晶显示屏显示温湿度数据，并对超出规定范围的数据用蜂鸣器报警提示，并实现与手机的基本交互。 一、需求分析a. 温湿度的实时检测和打印显示。每间隔一定时间，传感器周围空间的温湿度进行侦测，并将温湿度在液晶屏上打印显示出来。 b. 当温度和湿度超过预设范围时，蜂鸣器发出警报。程序下载前，会在程序中设置一组温湿度范围。当温度超出正常范围时，蜂鸣器发出蜂鸣；当湿度超出正常范围时，LED灯开始闪烁。 c. 在手机上同时打印输出当前温湿度。通过蓝牙HC-05模块将温湿度发送到蓝牙调试器应用上，实现温湿度在个人终端上的实时打印输出。 二、系统的工作原理此温湿度监测系统主要涉及对温湿度进行检测、在液晶屏上打印温湿度、温湿度异常时进行报警提示和在个人终端上实时打印输出温湿度。 硬件方面，共有6个模块，分别是Arduino uno主控模块、DHT11传感器模块、LCD1602显示模块、无源蜂鸣器报警模块、LED灯模块和蓝牙HC-05模块。 传感器将此时的温湿度检测出来。为了获得准确准时的温湿度数据，必须每间隔一定时间便进行一次检测。 检测的温湿度数据由LCD1602显示模块进行打印输出。最上面一行进行湿度的打印输出，最下面一行进行温度的打印输出。 在下载程序之前，便已在程序中设置好了一个温度范围。当温度不在该范围时，蜂鸣器发出报警声提醒人员，及时启动制冷机器，将温度降低到合适程度。 在下载程序之前，便已在程序中设置好了一个湿度范围。当湿度在该范围时，LED灯保持常灭；当湿度不在该范围时，LED灯开始闪烁，并且湿度超出范围越多，LED灯闪烁得越快。它可以更直观地反映出空气中湿度的大小。 蓝牙HC-05模块实现了将传感器监测到的数据发送至蓝牙调试器应用，从而实现温湿度数据在手机端的同步实时显示，以便用户随时可以查看周边环境当前的温湿度。 三、系统总体设计 a. 系统总体设计框架
元器件 数量 Arduino uno主板 1块 DHT11温湿度传感器 1块 LCD1602液晶显示屏 1块 蓝牙HC-05 1块 无源蜂鸣器 1块 发光二极管 1个 200欧姆电阻 1个 面包板 1个 杜邦线（公对母、公对公） 若干条 USB数据线 1条 四、源程序 #include #include #include DHT dht(2,DHT11);//实例化一个对象dht，定义接口2为DHT11的数据接口 SoftwareSerial BT(10,9);//设置接口 LiquidCrystal lcd(12,11,6,5,4,3);//设置接口 #define buzzer 7 #define led 8 void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600);//设置以每秒比特数（波特）为单位的串行数据传输的数据速率 BT.begin(9600);//初始化蓝牙 pinMode(buzzer,OUTPUT); pinMode(led,OUTPUT); dht.begin();//初始化DHT11 Serial.println("DHT11准备就绪"); lcd.begin(16,2);//初始化LCD Serial.println("蓝牙准备就绪"); BT.println("蓝牙就绪"); delay(1000);//延时1s } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: float h = dht.readHumidity();//定义浮点型变量h，记录湿度 float t = dht.readTemperature();//定义浮点型变量t，记录温度 //蓝牙与手机通信 if(Serial.available()) {//串口->手机端 char x = Serial.read(); BT.print(x); Serial.print(x); } if(BT.available()) {//手机端->串口 char p = BT.read(); Serial.print(p); } //在串口监视器显示温湿度数据 Serial.print("湿度是："); Serial.print(h); Serial.println("%"); Serial.print("温度是："); Serial.print(t); Serial.println("°c"); Serial.println(" "); //lcd显示 lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0);//在第一行第一列显示 lcd.print("H:"); lcd.print(h);//lcd打印湿度 lcd.print("%"); lcd.setCursor(0, 1);//在第二行第一列显示 lcd.print("T:"); lcd.print(t);//lcd打印温度 lcd.print("°c"); //蜂鸣器报警 if(t>30) { //温度大于30度，蜂鸣器报警 BT.println("温度过高！"); tone(buzzer,800,2000);//在buzzer引脚上生成800赫兹持续2000ms的方波 } //呼吸灯闪烁 if(h>55) {//湿度大于55%，LED灯闪烁，湿度越大闪烁频率越大 BT.println("湿度过高！"); int s; s=400-h; digitalWrite(led,HIGH);//点亮LED delay(s); digitalWrite(led,LOW);//熄灭LED delay(s); } //蓝牙同步显示至手机 BT.print("湿度是:"); BT.print(h); BT.println("%"); BT.print("温度是:"); BT.print(t); BT.println("°c"); delay(1000);//延时1s } 五、成果展示温湿度传感器检测的数据会在液晶屏进行显示。当温度超出预设范围会发出蜂鸣警报；当湿度超出预设范围时，小灯会开始闪烁。
温湿度会实时显示在蓝牙调试器应用的对话框，并且当气温和空气中的含水量异常时，会向蓝牙调试器发送报警信息。
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