以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统

于娟

摘要：温湿度监测在很多行业的生产中都比较常见，良好的温湿度监测控制对行业生产的环境条件具有积极的意义，进而对产品的质量具有重要的影响。在新时期环境下，传统的温湿度监测手段已经逐渐落后，随着不断的探索和发展，信息技术逐渐得到了应用，以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统逐渐得到了开发和使用，下面，本文就针对以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统进行分析，来对其进行深入的了解。

关键词：ARM;温湿度;监测控制系统

前言

信息科技时代背景下，人們生活以及生产要求标准都在逐步的提高，信息科技技术在生活和生产中的应用也是越来越广泛，其中在工业生产中，想要对生产环境进行良好的控制，温湿度监测控制至关重要，为了提高其信息科技水平，逐渐也研发和应用了以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统，有效的实现了对温湿度的有效监测和控制，而以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统如何实现，就是本文主要研究的内容。

1.ARM概述

ARM处理器为英国的Acorn公司所设计出的处理器类型，它是一种具有低功耗和低成本的指令集计算机微型处理器。这种处理器是32位的设计，同时也具有16位的指令集，其比等价的32位类型代码能够节省约35%，但是却有32位的系统全部优势。此处理器的Jazelle（ARM的体系结构，用作处理器的指令）技术能够让Java的运行速度加速得比软件Java的虚拟机性能还要高，与同等不是Java的加速核比较，其功耗也降低了有80%。它在CPU的功能上加了数字信息的处理指令集，从而提供并增强了16位与32位的算术计算能力，实现了对其性能与灵活性的提升，因此，此处理器具有耗电少、功能强、合作伙伴多以及有16位和32位的双指令集等特点。另外，它的工作模式有用户模式、系统模式、快中断的模式、管理模式、数据访问的终止模式以及中断模式等^[1]。

2.以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统

2.1系统的整体设计

本文研究系统的整体设计效果如下图所示：

在此系统中主要包括3个部分，分别是温湿度的参数监测和控制设备、WiFi无线传输的收发模块与STM32。从系统通过温湿度的监测模块来对环境的温湿度相关参数进行监测，所监测获取温湿度的参数借助下位机的STM32中WiFi无线的收发模块实施信息的传输;后上位机上WiFi无线的收发模块对信息进行接收，把信息传递于上位机，且在显示屏中把监测的温湿度相关参数进行显示;最后把监测的温湿度相关参数和设定安全参数实施对比，按照对比的结果来进行相应指令的发送，指令经WiFi模块向下位机进行传输，控制设备来实施控制^[2]。

2.2硬件设计

2.2.1ARM控制系统

STM32为此系统核心，实现对温湿度的传感器连接、信息的获取和处理等，和WiFi模块实施通信，来对监测参数进行显示。此本系统使用内核32位的闪存微型控制器，芯片时钟的频率是72MHz，其电压在2.0-3.6V范围内，能够在环境温度为-40℃-80℃的范围内工作。

2.2.2温湿度参数监测系统

此系统使用DHT11的数字式类型温湿度的传感器，其具有专用数字模块的采集技术以及温湿度的传感技术集合，且温度的测量范围在0℃-50℃、测试的精度在±2℃、湿度测量的范围是20%-90%、测试的精度是±5%RH、温湿度的分辨率测量是8bit。此温湿度的传感器通过单线双向串行的连接模式实现，完成一次监测和传送需要的时间约为4ms，温湿度的参数借助模块中DATA和STM32实现传输和监测。

2.2.3WiFi无线收发模块

WiFi无线收发主要是对所采集温湿度的参数准确传输到上位机中，且对上位机控制的信号进行接收，并把信号传递到下位机实施控制。此系统使用的WiFi无线收发有STA、AP与STA兼AP等三种模式，能够满足工作的各种需要，此WiFi模块和STM32由UART串口进行连接和通信，并把所监测温湿度的参数借助串口向WiFi模块进行发送和收发。

2.2.4控制设备

在对监测温湿度相关参数和设定参数实施对比后，按照比较的结果通过PID的算法对设备实施控制。此模块自带有光耦的隔离，还对高低的电平触发支持，把继电器的IN引脚和STM32中IO连接，通过STM32进行高低电平发送来对继电器实施控制。

2.3软件设计

2.3.1温湿度采集设计

温湿度的采集主要是把传感器所采集环境的参数借助串口传于下位机进行存储，并等WiFi模块把信息进行发送。

2.3.2WiFi信息的传递设计

此系统客户端是下位机所连接的WiFi模块部分，把它设置成STA的模式，借助下位机的STM32串口设置模块的初始信息，来实现对下位机的WiFi模块初始化。在初始化完成后，在STM32把所存储温湿度的参数借助串口传于WiFi模块发送的缓冲区之后，其客户端的WiFi模块就会把温湿度相关参数发送到服务器的模块。若接收上位机的WiFi控制相关信号，通过中断的模式，把上位机控制的信号进行采集和接收，再发送于下位机的STM32中进行操作和控制^[3]。

服务器是上位机所连接WiFi的模块，把其设置成AP的模式，借助上位机的STM32串口设置模块的初始信息，来实现对上位机的WiFi模块初始化。在初始化完成后，再对下位机的WiFi模块传输信息进行接收。在接收下位机的信息之后，把信息借助串口送到上位机中。若接收到的上位机信息是设定的，信息接收后使用中断的模式，把信息借助上位机的WiFi模块向下位机进行发送和接收。

结语

综上所述，通过对以ARM为基础的无线温湿度监测控制系统进行分析，了解其如何实现温湿度的监测和控制，其具有着显著的技术特点，具有很大的发展空间和潜力，还需要相关人员对其进行不断的探索和研究，使其更加广泛有效的应用。

参考文献

[1]杨沂. 基于ARM9温湿度传感器智能网络监控设计[J]. 电子测试，2016（11）：20-21.

[2]罗路胜，文春明. 基于ARM的无线温湿度监测控制系统[J]. 科技创新与应用，2016（13）：26-27.

[3]王冬辉. 基于ARM的建筑节能温度监测系统设计[J]. 科技与企业，2015（8）：71-71.

（作者单位：内蒙古自治区呼伦贝尔市产品质量计量检测所）