基于多传感器数据采集与传输的微控制系统的制作方法

本实用新型涉及微控制系统，具体涉及基于多传感器数据采集与传输的微控制系统。

背景技术：

在一些工业现场的生产环境非常恶劣，工作人员无法长时间在现场观察生产设备的运行是否正常，此时就需要通过采集现场的某些运行数据并传输到一个相对较好的操控室，那么就会出现数据传输方式的问题。由于车间大、设备分别不均匀、需要传输数据较多，若使用有线数据传输的方式需要铺设大量的通讯线，不仅浪费资源，占用空间，而且可操作性差，若出现问题或设备位置变动，就会需要重新布线，操作非常繁琐，不仅费时费力，更加大了生产成本。而且，如果数据采集点是处于运动状态、所处的环境比较特殊不允许或根本无法铺设电缆时，甚至数据无法传输，此时就需要通过无线传输技术进行数据采集与传输。在农业生产上，无论是对温室大棚内不同位置点的温湿度监测，还是粮仓的大范围监测管理，传统方法都是通过人工进行分区取样的方法，不仅工作量非常大，可靠性差，而且温室大棚或粮仓的占地面积大，监测位置较分散，监测点多，使用传统的方法已经无法满足当前农业发展的需要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是在环境恶劣的情况下无法靠人工采集湿度与温度信息的问题，目的在于提供基于多传感器数据采集与传输的微控制系统，通过无线传输的形式接收恶劣环境下的湿度与温度信息，简易湿度与温度信息的采集方式，提高湿度与温度信息的测量准确度。

本实用新型通过下述技术方案实现：

基于多传感器数据采集与传输的微控制系统，包括主机、第一从机和第二从机，所述第一从机和第二从机分别通过无线网络与主机交换数据；所述主机包括显示模块、灯光指示模块、主机报警电路、主机处理器和主机无线通讯模块，所述显示模块、灯光指示模块、主机报警电路、主机处理器和主机无线通讯模块均与主机处理器连接；所述第一从机包括第一时钟复位模块、第一温湿度传感器、第一报警电路、第一从机处理器、第一无线通讯模块和第一灯光指示模块，所述第一时钟复位模块、第一温湿度传感器、第一报警电路、第一从机处理器、第一无线通讯模块和第一灯光指示模块均与第一从机处理器连接；所述第二从机包括第二时钟复位模块、第二温湿度传感器、第二报警电路、第二从机处理器、第二无线通讯模块和第二灯光指示模块，所述第二时钟复位模块、第二温湿度传感器、第二报警电路、第二从机处理器、第二无线通讯模块和第二灯光指示模块均与第二从机处理器连接。

使用主机、第一从机和第二从机能扩大监控面积，同时也能分级管理采集的数据信息，主机控制整个大系统的正常运行，第一从机和第二从机则负责各自小区域系统的正常运行，并且及时将小区域的信息及时传输到主机，由主机监测整个系统的总体情况。

进一步地，主机还包括主机电源模块，所述主机电源模块与主机处理器连接。

进一步地，第一从机还包括第一电源模块，所述第一电源模块与第一从机处理器连接。

进一步地，第二从机还包括第二电源模块，所述第二电源模块与第二从机处理器连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：采用多传感器采集数据，能代替员工监测恶劣环境下的温度和湿度；使用无线通讯模块，使主机、第一从机和第二从机之间的数据传输少了搭线的麻烦，同时便于维护系统。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1所示，基于多传感器数据采集与传输的微控制系统，包括主机、第一从机和第二从机，所述第一从机和第二从机分别通过无线网络与主机交换数据；除了第一从机和第二从机，还可以根据需要再加从机，可以在更多的环境中测量。

第一从机包括第一时钟复位模块、第一温湿度传感器、第一报警电路、第一从机处理器、第一无线通讯模块和第一灯光指示模块，所述第一时钟复位模块、第一温湿度传感器、第一报警电路、第一从机处理器、第一无线通讯模块和第一灯光指示模块均与第一从机处理器连接。第一从机处理器采用STM32F103C8T6单片机，第一温湿度传感器采用DHT11传感器，它是一款能够输出温度和湿度的数字式温湿度一体传感器并且该传感器的输出信号已经经过校准后输出给第一从机处理器。该传感器在刚刚上电时，需要一秒钟左右的预热时间，这是由于刚上电会有一个不稳定的过程，所以这段时间内第一从机处理器不需要发送任何指令给传感器。第一无线通讯模块采用有Nordic公司生产的nRF 24L01单片收发芯片及相关外围电路搭建而成。nRF24L01无线通讯模块是应用较为普遍的无线收发器件，STM32F103C8T6控制nRF24L01发射或接收数据，从而将DHT11采集的温湿度信息传输给主机，温湿度信息传送成功，第一灯光指示模块会闪烁，提示工作人员，这里的第一灯光指示模块采用普通LED灯，如果传送失败，则会启动第一报警电路，第一报警电路使用的是蜂鸣器，蜂鸣器响，提示传输失败。

所述第二从机包括第二时钟复位模块、第二温湿度传感器、第二报警电路、第二从机处理器、第二无线通讯模块和第二灯光指示模块，所述第二时钟复位模块、第二温湿度传感器、第二报警电路、第二从机处理器、第二无线通讯模块和第二灯光指示模块均与第二从机处理器连接。第二从机的工作原理以及采用的器件与第一从机相同，这里不再赘述。

主机包括显示模块、灯光指示模块、主机报警电路、主机处理器和主机无线通讯模块，所述显示模块、灯光指示模块、主机报警电路、主机处理器和主机无线通讯模块均与主机处理器连接；主机处理器采用STM32F103C8T6单片机，STM32F103C8T6控制主机无线通讯模块与从机的无线通讯模块通信，接收数据之后进行处理和判断，同时在显示模块中显示，显示模块采用LCD液晶显示屏，如果接收的温度和湿度数据异常，例如高于使用者设置的温度和湿度，将会触动主机报警电路，主机报警电路采用蜂鸣器发声，蜂鸣器响，提醒相关工作人员环境数据异常；如果接收的温度和湿度数据正常，灯光指示模块将会闪烁，提醒数据接收成功且环境数据正常。

本实施例中，主机处理器、第一从机处理器和第二从机处理器采用的STM32F103C8T6单片机，工作电压为3.3V，且含有32位的高速处理芯片，其运算和运行速度都非常快，该单片机属于Cortex-M3系列，其内部资源和接口非常强大，拥有多路串口、A/D接口、SPI接口及外部中断，能够很好的运用到系统中，并且该单片机的价格便宜，工作稳定。

本实施例中，显示模块LCD液晶显示屏采用的是LCD12864液晶显示，能够显示中文和英文，同时能显示一些较为复杂的图形符号，LCD12864液晶屏采用并行连接，并行连接的数据显示和传输速度快，能够满足显示速度要求高的场合，但是IO资源占用较多。

本实施例中，第一温湿度传感器和第二温湿度传感器采用DHT11传感器，这款传感器能够输出温度和湿度的数字式温湿度一体传感器，并且该传感器的输出信号已经经过校准后输出给控制器，为了确保该传感器的可靠性和稳定性，传感器内部采用了专用的温湿度传感技术和数字模块采集技术，该传感器采用单总线的数据传输方式，并且体积小，功耗低，传输距离达到20米以上，能够很好的与第一从机处理器和第二从机处理器进行连接并嵌入到系统中。

本实施例中，无线通讯模块采用nRF24L01，它的工作频率在2.4~2.5GHz范围，是目前通用的一种基于ISM频段的无线数据收发芯片；NRF24L01可以对通讯的通道及输出功率进行配置，不仅内部融合了ShockBurst技术，而且内部继承了多种功能模块，包括频率合成电路、功率放大器及振荡器和调解器等。

主机中使用的主机电源模块，所述主机电源模块与主机处理器连接；第一从机使用的第一电源模块，所述第一电源模块与第一从机处理器连接；第二从机使用的第二电源模块，所述第二电源模块与第二从机处理器连接。主机电源模块、第一电源模块和第二电源模块采用电源适配器，电源适配器能够很好地输出较为平稳的直流电压，其输出电流也相对稳定，并且电源适配器有塑料外壳能够起到电源芯片的防尘和防爆作用，其内部电路的功耗较低，稳定性也相对较好，携带也比较方便。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。