基于A(yíng)ndroid手機的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監測系統的設計與實(shí)現

　　1 作品的背景和意義

　　本設計是想用在一些日常需要實(shí)時(shí)監測溫濕度和光照數據的場(chǎng)景，例如智能農業(yè)大棚，智能家居等場(chǎng)景。設計中通過(guò)STC系列單片機對溫濕度傳感器，光照傳感器的數據進(jìn)行采集。并在采集到相關(guān)數據之后進(jìn)行處理和分析，同時(shí)通過(guò)單片機的串口將數據傳輸給藍牙模塊，Android手機通過(guò)和單片機外接藍牙模塊的配對，對傳感器采集來(lái)的數據進(jìn)行接收。并將其在事先寫(xiě)好的Android手機APP上顯示出來(lái)。

　　2 系統功能設計

　　設計分為硬件設計和軟件設計兩大部分，其中硬件包括包含單片機在內的硬件節點(diǎn)的設計，和各模塊的整合;軟件設計則分為單片機程序的編寫(xiě)，以及Android智能手機上的APP的開(kāi)發(fā)。其設計框架如圖1所示。

　　2.1 硬件的選型和設計

　　基于STC系列單片機的mini環(huán)境節點(diǎn)的設計節點(diǎn)設計采用性?xún)r(jià)比較高的STC89C系列單片機做為微控制器，采用相關(guān)的環(huán)境參數傳感器進(jìn)行環(huán)境信息的采集，同時(shí)使用藍牙模塊將采集的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式發(fā)送給手機，從而設計出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監測節點(diǎn)。下面對設計中所使用的傳感器和藍牙模塊進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

　　2.1.1 設計中采用的傳感器簡(jiǎn)介

　　(1)DHT22一體化溫濕度傳感器

　　DHT22濕敏電容數字溫濕度模塊是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高精度測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有超低能耗、超快響應、抗干擾能力強、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)物與封裝引如圖2所示。

　　(2)基于BH1750FVI的光照強度模塊

　　此模塊采用I²C總線(xiàn)和單片機進(jìn)行通信，在模塊內部將光照度轉換為響應的數字信號進(jìn)行輸出，輸出光照強度范圍為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(mǎn)足一般的工業(yè)生產(chǎn)的條件。同時(shí)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點(diǎn)中將要用到的傳感器，他們主要采集周?chē)h(huán)境中實(shí)時(shí)變化的溫濕度和光照度這三類(lèi)信息。