本实用新型涉及物联网信息技术领域，具体涉及一种基于无线温湿传感器的无线监测系统。
背景技术：
随着信息技术的高速发展，无线互联技术给工农业以及人们的日常生活打来了巨大的改变。在传统的工农业生产中，需要进行温湿度采集的场合越来越多，方便且准确地测量温湿度对于工农业的精细化控制变得尤为重要，传统的有限测温度、湿度的方式存在着布线复杂、线路易老化的问题，且线路故障难以排查，一旦设备重新布局即需要重新布线。尤其在布线不通畅或由于现场环境因素的限制而不便于加设线路的情况下，温湿度的数据采集工作将出现极大的麻烦。
技术实现要素：
本实用新型为了解决上述问题，设计了一种基于无线温湿传感器的无线监测系统，该监测系统利用无线温湿传感器的无线通信技术解决了了传统有限通信存在的布线复杂且困难、线路易老化、布线造价高昂的问题，该系统克服了空间对传统有限通信方式的限制问题，使得温湿度的数据采集工作更为方便且准确的采集以更好地服务于工农业生产活动。
为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种基于无线温湿传感器的无线监测系统，其特征在于：包括主机系统、从机系统和上位机系统，从机系统通过无线通信方式与主机系统连接，从机系统包括温湿度采集模块、微控制器、温湿度显示模块、电源管理模块和无线发射接收模块，主机系统包括微控制器、报警系统模块、无线发射接收模块、温湿度显示器和串口通信模块，上位机系统包括PC机和显示终端，所述的电源管理模块分别与温湿度采集模块、微控制器、温湿度显示模块和无线发射接收模块连接，温湿度采集模块和温湿度显示模块均与微控制器连接，微控制器与无线发射接收模块连接；所述的无线发射接收模块、报警系统模块和温度显示器均与微控制器连接，微控制器通过串口通信模块与PC机连接， PC机通过无线通信方式与显示终端连接。
优选的，所述的温湿度采集模块采用型号为DHT11温湿度数字传感器，微控制器的型号为STC12C5A08S2单片机，无线发射接收模块采用nRF24L01射频芯片，温湿度显示模块采用LCD1602液晶显示屏，温湿度显示器采用LCD12864液晶显示屏，电源管理模块内置 ASM1117-3.3芯片。
本实用新型的有益效果是：该监测系统利用无线温湿传感器的无线通信技术解决了了传统有限通信存在的布线复杂且困难、线路易老化、布线造价高昂的问题，该系统克服了空间对传统有线通信方式的限制问题，使得温湿度的数据采集工作更为方便且准确以更好地服务于工农业生产活动。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是基于无线温湿传感器的无线监测系统的系统结构图；
图2是所述的温湿度采集模块与微控制器电路连接图；
图3是所述的无线发射接收模块电路结构原理图；
图4是所述的无线发射接收模块与微控制器电路连接图；
图5是所述的电源管理模块电路结构图；
图6是所述的串口通信模块电路连接图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-从机系统，2-主机系统，3-PC机，4-显示终端，11-温湿度采集模块，12-微控制器，13-温湿度显示模块，14-电源管理模块，15- 无线发射接收模块，21-报警系统模块，22-温湿度显示器，23-串口通信模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1所示，一种基于无线温湿传感器的无线监测系统，包括主机系统2、从机系统1和上位机系统，从机系统通过无线通信方式与主机系统连接，从机系统包括温湿度采集模块11、微控制器12、温湿度显示模块13、电源管理模块14和无线发射接收模块15，主机系统包括微控制器12、报警系统模块21、无线发射接收模块15、温湿度显示器22和串口通信模块23，上位机系统包括PC机3和显示终端4，所述的电源管理模块14分别与温湿度采集模块11、微控制器12、温湿度显示模块13和无线发射接收模块15连接，温湿度采集模块11和温湿度显示模块13均与微控制器12连接，微控制器12 与无线发射接收模块15连接；所述的无线发射接收模块15、报警系统模块21和温度显示器22均与微控制器12连接，微控制器12通过串口通信模块23与PC机3连接，PC机3通过无线通信方式与显示终端4连接。
如图2所示，温湿度传感模块采用型号为DHT11温湿度数字传感器，DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度符合传感器，该传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，其可与8位单片机连接。校准系数以程序的形式存储在OTP内存中，该传感器内部检测信号的过程中可调用这些校准系数。单线制串行接口可使系统变得简易而快捷，且信号传输距离可达20m以上，当连接线长度短于20m时，应使用5KΩ上拉电阻，大于20m时应根据情况使用合适的上拉电阻。
微控制器的型号为STC12C5A08S2单片机，STC12C5A08S2是具有 1个时钟/机器周期，2路PWM，8路10位高速A/D转换，管脚直接兼容传统89C52的新一代宏晶芯片，该为微控制器由于集成有A/D转换功能，可简化系统的外围电路。
如图3所示，无线发射接收模块采用nRF24L01射频芯片， Nrf24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信芯片，采用FSK调制方式，内部集成有NORDIC公司的Enhanced Short Burst协议，可以实现点对点或者1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2M/s。 nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4-2.5GHz的ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01芯片的功耗非常低，以-5dBm的功率发射时，工作电流只有10.5mA，接收时的工作电流只有18mA，它具有多种低功率工作模式，节能环保且设计方便。
如图4所示，nRF24L01与STC12C5A08S2单片机连接时的电路， VDD管脚(电源1.9-3.6V输入)接电源输入针脚，CE管脚(工作模式选择，RX或者TX模式选择)接单片机的P1.0串行接口，MISO管脚(SPI输出)接单片机的P1.2串行接口，SCK管脚(SPI时钟)接单片机的P1.3串行接口，CSN管脚(SPI片选使能，低电平使能)接单片机的P1.4串行接口，MOSI管脚(SPI输入)接单片机的P1.5串行接口，IRQ管脚(中断输出)接单片机的P1.6串行接口，GND管脚接地。
如图5所示，电源管理模块电源转换电路图，由于无线发射接收模块所需的电源为1.9-3.6V，而本系统中采用3.3V直流电源直接对无线发射接收模块供电，5V电源经ASM1117-3.3芯片转换后可得到稳定的直流电源。
如图6所示，主机系统的微控制器STC12C5A08S2单片机接收到nRF24L01的数据后，经MAX232电平转换可实现微控制器程序下载与升级，同时可实现微控制器与PC机的通信，以便将显示数据信息通过此电路传送到PC机3，并存PC机3上显示。MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口芯片，其与计算机连接的端口中有3个驱动端和5个接收端，因此可同时进行多路通信。在所设计的串口通信电路系统中，微控制器15的数据通过RXD、TXD与MAX232 相连，经过MAX232完成电平转换后成为RXD1、TXD1信号，在通过串口线与PC机相连。显示终端4通过无线通信方式与PC机3连接以读取PC机解码的数据并显示，该显示终端可为手机、笔记本以及户外显示屏。
本系统的工作原理为：温湿度采集模块11将采集的温度和湿度信息传输至微控制器12中，由于温湿度采集模块11传输的信息为模拟信号，模拟信号经过微控制器12集成的A/D转换器转换为数字信号并分别传输至温湿度显示模块13进行显示，同时数字信号传输至从机系统的无线发射接收模块15中进行无线数据传输，从机系统的电源管理模块14将5V的直流电源转换为3.3V直流电并对微控制器 12、温湿度采集模块11、温湿度显示模块13和无线发射接收模块15 进行供电；主机系统的无线发射接收模块15将接收的温度和湿度信号提取出来并传输至微控制器12中，微控制器12直接进行A/D转换后与设定温度和湿度目标值进行比较，当输入的温度和湿度值超出设定的温度和湿度阈值，报警系统模块的蜂鸣器发出警报，同时微控制器12通过串口通信模块将输入的温度和湿度信息传输至PC机，PC 机可进行相应的判断、采集值数据修正并显示数据；显示终端如手机等移动设备可以无线通信方式访问PC机以获得实时的温湿度信息。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。