基于GSM的帶語音功能的溫濕度測試儀

劉毅　王詩雨　何為　徐建　張建強　趙國軍　楊標

【摘 要】利用STC89C52單片機，DHT11溫度濕度傳感器，GSM模塊，DS1302時鐘芯片，WT588D語音模塊，設計一種具有時鐘顯示功能并有報警功能以及帶語音功能的溫濕度測試儀。系統(tǒng)啟動后，DHT11溫度濕度傳感器采集溫度濕度值，并把數(shù)據(jù)傳入單片機中進行處理得到攝氏溫度和相對濕度值，將結果輸出到12804液晶顯示模塊進行顯示，并通過按鍵控制語音播報功能，系統(tǒng)可自定義報警溫度，當溫度達到一定值時自動報警。并通過GSM模塊遠距離傳送實時數(shù)據(jù)到用戶手機，系統(tǒng)性能指標：溫度測量范圍0～50℃，精度1℃；濕度測量范圍20%RH～90%RH，精度1%RH。本測量儀具有較高的穩(wěn)定性、準確性和實用性。

【關鍵詞】單片機；溫濕度傳感器；GSM無線傳輸；語音播報；遠程報警

【Abstract】Using STC89C52 microcontroller，temperature humidity sensor DHT11，GSM module，DS1302 clock chip，WT588D voice module，design a kind of has the function of clock display and alarm and temperature and humidity tester with voice function.After system boot，DHT11 temperature humidity sensor to collect temperature humidity value，and put the data into single chip microcomputer for processing get Celsius temperature and relative humidity value，will be output to 12804 LCD module for display，and through the keys to control the speech function，system can customize the alarm temperature，automatic alarm when the temperature reaches a certain value.And long distance transmission by GSM module real-time data to the users phone，the system performance indicators： temperature measurement range 0～50℃，1℃ accuracy；Humidity measurement range 20% RH to 90% RH， precision1%RH.This instrument has high stability，accuracy and practicability.

【Key words】Microcontroller；Temperature and humidity；GSM wireless transmission；Speech；Remote alarm

0 前言

溫度濕度是自然界中和人類打交道最多的兩個物理參數(shù)，無論是在生產(chǎn)實驗場所還是居住休閑場所，溫濕度的采集都十分頻繁和重要，而且溫濕度的測量在工業(yè)中使用的也越來越廣泛。本文介紹的溫濕度測試儀利用STC89C52作為微控制中心，配合DHT11溫度濕度傳感器采集數(shù)據(jù)，具有實時顯示溫度濕度與時間的功能、語音報警功能、語音播報功能、GSM遠距離無線傳輸功能等。

1 系統(tǒng)工作原理及硬件設計

1.1 系統(tǒng)基本構成

本系統(tǒng)主要包括、溫濕度傳感器模塊、GSM移動通信模塊、液晶顯示模塊、語音模塊和報警模塊、時鐘模塊、微處理器控制模塊等。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

本系統(tǒng)利用STC89C52作為系統(tǒng)控制中心，通過DHT11溫度濕度傳感器、ds1302等采集數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳給單片機處理后，進行12864液晶顯示，并通過按鍵進行實時溫濕度語音播報，系統(tǒng)用戶可自定義報警上下限溫度值，當溫度達到設置值時可自動語音報警。

2 系統(tǒng)硬件設計

本系統(tǒng)通過溫濕度傳感器檢測環(huán)境中的實時溫濕度、ds1302實時時間、單片機對采集到的信號進行處理，利用GSM通信網(wǎng)絡，充分利用GSM網(wǎng)絡覆蓋廣、可靠性高、不受距離限制等優(yōu)點，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和遠程監(jiān)控，現(xiàn)場語音播報與報警，將隱患溫濕度用短信方式發(fā)送至用戶手機。

2.1 傳感器模塊

本系統(tǒng)選用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，此傳感是含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。

2.2 語音模塊

本系統(tǒng)采樣W588D語音模塊，該模塊使用按鍵控制，內置WT588D-20SS語音芯片，音頻采用PWM輸出方式，直接接揚聲器，當按鍵按下后，把當前采集到的數(shù)據(jù)傳給單片機，數(shù)據(jù)處理后通過單片機傳給語音模塊，播報出當前的攝氏溫度，相對濕度與實時時間。溫度達到用戶設定的報警值后，單片機將報警信號傳給語音模塊，進行語音報警。

2.3 GSM移動通信模塊

GSM無線通信傳輸選用SIM900A為主模塊，該模塊內置TCP/IP協(xié)議棧的GSM/GPRS模塊，SMT封裝，基于STE的單芯片，是一款緊湊型模塊。SIM900A采用ARM926EJ-S架構，具有短信息服務功能、短信息區(qū)域廣播功能、回復呼叫信息功能等，可應用于無人機跟蹤，車載系統(tǒng)，交通管理系統(tǒng)，無線POS等眾多領域。該模塊本身不能單獨工作，必須配合相應的外圍電路如SIM卡連接電路電源、供電電路、開關電路等。微處理器控制外圍電路，提取當前的狀態(tài)信息轉換成Unicode碼，使用PDU（中文短信）方式通過SIM900A向目標手機發(fā)送短信。另外，通過PC機串口在各支持串口通訊的軟件下與WISMO通訊，下達指令或上傳信息，它們之間的通過AT指令實現(xiàn)通訊，是一問一答的形式。本系統(tǒng)調試所需要的AT指令如表1所示。

3 系統(tǒng)軟件設計

軟件的設計如圖3所示，工作流程為：當系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)首先進入各模塊初始化狀態(tài)，用戶設置溫度報警值后進行環(huán)境溫濕度的采集，把測量到的溫濕度數(shù)據(jù)與時間顯示出來，判斷溫度是否達到設定的報警值，若達到則自動啟動語音報警并通過GSM模塊無線傳輸?shù)接脩羰謾C。判斷當前播報按鍵是否按下，若按下則進行語音播報溫濕度與時間。

4 結論

本設計將無線移動通信技術與單片機檢測報警功能有效結合起來，當環(huán)境中出現(xiàn)溫濕度隱患時，系統(tǒng)不僅能現(xiàn)場發(fā)出語音報警，記錄時間，播報超出設定值多少，而且能將報警信號通過GSM以短信的方式發(fā)送至特定的手機，即使用戶不在待測環(huán)境中，也能知道實時環(huán)境情況，從而采取有效應對措施。本設計電路簡單、功能較為完備，而且系統(tǒng)性能穩(wěn)定、易于擴展、性價比高，可以推廣應用。

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[責任編輯：田吉捷]