基于Android手機(jī)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　1 作品的背景和意義

　　本設(shè)計是想用在一些日常需要實時監(jiān)測溫濕度和光照數(shù)據(jù)的場景，例如智能農(nóng)業(yè)大棚，智能家居等場景。設(shè)計中通過STC系列單片機(jī)對溫濕度傳感器，光照傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。并在采集到相關(guān)數(shù)據(jù)之后進(jìn)行處理和分析，同時通過單片機(jī)的串口將數(shù)據(jù)傳輸給藍(lán)牙模塊，Android手機(jī)通過和單片機(jī)外接藍(lán)牙模塊的配對，對傳感器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。并將其在事先寫好的Android手機(jī)APP上顯示出來。

　　2 系統(tǒng)功能設(shè)計

　　設(shè)計分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩大部分，其中硬件包括包含單片機(jī)在內(nèi)的硬件節(jié)點的設(shè)計，和各模塊的整合;軟件設(shè)計則分為單片機(jī)程序的編寫，以及Android智能手機(jī)上的APP的開發(fā)。其設(shè)計框架如圖1所示。

　　2.1 硬件的選型和設(shè)計

　　基于STC系列單片機(jī)的mini環(huán)境節(jié)點的設(shè)計節(jié)點設(shè)計采用性價比較高的STC89C系列單片機(jī)做為微控制器，采用相關(guān)的環(huán)境參數(shù)傳感器進(jìn)行環(huán)境信息的采集，同時使用藍(lán)牙模塊將采集的數(shù)據(jù)通過無線的方式發(fā)送給手機(jī)，從而設(shè)計出一種簡單實用的無線環(huán)境監(jiān)測節(jié)點。下面對設(shè)計中所使用的傳感器和藍(lán)牙模塊進(jìn)行簡要的介紹。

　　2.1.1 設(shè)計中采用的傳感器簡介

　　(1)DHT22一體化溫濕度傳感器

　　DHT22濕敏電容數(shù)字溫濕度模塊是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器包括一個電容式感濕元件和一個高精度測溫元件，并與一個高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有超低能耗、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價比高等優(yōu)點。其實物與封裝引如圖2所示。

　　(2)基于BH1750FVI的光照強(qiáng)度模塊

　　此模塊采用I²C總線和單片機(jī)進(jìn)行通信，在模塊內(nèi)部將光照度轉(zhuǎn)換為響應(yīng)的數(shù)字信號進(jìn)行輸出，輸出光照強(qiáng)度范圍為1~65535Lux。它的工作溫度范圍也很廣，可以在-45℃到+85℃的溫度條件下進(jìn)行工作，滿足一般的工業(yè)生產(chǎn)的條件。同時也具有較高的靈敏度和精確度。模塊接口電路如圖3所示。

　　以上兩種傳感器是本節(jié)點中將要用到的傳感器，他們主要采集周圍環(huán)境中實時變化的溫濕度和光照度這三類信息。