网络信息资源的检索与利用期末考试试卷

网络信息资源的检索与利用期末考试试卷

（考试目的：针对具体课题，利用所学课题分析方法和信息资源检索方法对研究课题进行充分的分

析，考察分析问题的能力和信息资源检索的能力。请同学们本着诚恳、务实的态度认真填写以下三

个表格）

表一：课题基本情况

姓名王康明学号097304334专业通信技术

课题名称：P89LPC930单片机在温湿度监测中的应用

课题涉及的专业方向与需要的知识体系：P89LPC930单片机的原理及应用，单片机的硬件构造,

单片机的C语言的编程，uVision2集成开发环境使用，会使用温度传感器DS18B20,湿度传感

器HS1101,

课题专业方向的中图法分类号：TP312

课题涉及知识的主题词或关键词：P89LPC930单片机；传感器；自动监测

课题基本思想简要说明：环境的监测与捽制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。由

于应用的场合不同，监测对象的不同，其系统设计也是千差万别。在农业中，此类的系统有着广

泛的应用，例如粮食仓库环境检测系统中，温度和湿度是两个重要的显示和分析指标，必须定期

抽样检查粮库各点的粮食温度和湿度，以便采取相应的措施。温湿度监控系统整体结构中，下位

机中的温湿度监测即是研究要实现的，主要由单片机和传感器组成，主要完成现场温湿度采集

与处理，并通过总线与中间机进行数据传递。中间机主要负责对下位机的控制，实现对不同方位

温湿度的循环采集，并对其进行处理，将数据发送到上位机，中间机与上位机之间采用RS485

总线方式连接［1］。上位机根据用户设定，定时向中间机发送读取环境参数的命令，并接受返回的

数据值，显示并打印数据。系统采集到的温度测温范围在-55〜125c在-10-85℃范围内，该

系统具有可扩展性强，使用方便，低功耗等优点，从而具有可操作，易实现。

表二：课题研究现状考察

课题相关专业方向研究现状以及主要思想或方法(附参考文献名称、H期、发表刊物、来源)目

前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛，加之单片机和大规

模集成电路技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。将对环境的温湿度

监测系统做详细的设计与实现，采用高性能的芯片P89LPC930，高精度温湿度传感器，通信接口

采用RS485,即插即用，方便操作。向模块化、高速化、智能化的单片机数据采集系统靠近。

环境温湿度监测系统的整体设计方案包括硬件设计方案和软件设计方案。硬件设计以微控制器作

为核心，外接晶振、电源、复位电路、温度测量电路、湿度测量电路、LCD显示电路、通

信电路组成。根据系统的功能需求，本着节约开发成本、增加系统可扩展性、提高系统可靠性、

降低系统功耗的原则进行温湿度监测系统的硬件设计。系统采用单片机P89LPC930作为系统的

核心，利用单片机现有的接口组织外围硬件模块。为减小系统面积，降低系统功耗，对于温度测量

模块和湿度测量模块都需进行筛选，选择DS18B20数字温度传感器、HS1101湿度传感器接振荡

电路实现温度的测量、规格为8X2(每行显示8个字符，共2行)的字符型LCM作为LCD显示

模块、采用RS485总线作为与其他设备通信的接口。软件大致设计方案，系统通电后,首先对

各器件进行初始化，然后开始进行温湿度测量，进而显示温度和湿度值并进行数据的传输。系统

的主函数较为简单，主要是每个模块的软件实现。

参考文献：

口］松井邦彦.传感器应用技巧141例［M］.北京科学出版社.2008:91-114.

［2］王青.温度传感器DS18B20和51单片机的接口及应用［J］.电子制作,2009,(7):23-29.

［3JDALLAS公司.DS18B20使用手册［K］.2009:3-5.

14」常君，李延.湿度传感器HS11O1在智能家居控制系统中的应用［JJ.电子测试,2009,12⑵:36-

42.

15］林敏,于忠得，侯秉涛.HS1100/HS1101电容式湿度传感器及其应用［J］.仪表技术与传感

器,2008,10(4):78-81.

16］牛思先，向征.基于RS-422/485的串行异步通讯接口设计和应用［J］.计算机工程与设计,2009,

(5):33-39.

［7］朱杰斌，胡小光,杨军平.DS12887在数据采集与监控中的应用［J］.电子设计,2009,28(1):46-50.

［8］周向，红范伟.DS12887实时时钟芯片及应用研究［J］.企业技术开发,2009,⑵:12-18.

课题相关专业方向研究代表人物(或机构)以及主要著作(附著作名称、日期、发表刊物、来源)：

马斌(1984-)，男,新疆人，硕士研究生，研究方向为自然地理，主要著作：

《发达国家水源地保护模式》，2010.1,水资源研究

《我国农民专业合作社财务管理问题分析》，2010.2,中小企业管理与科技(下旬刊)

《关于创意论坛的这五年》，2010.3,江苏教育

均来源中国期刊网

刘志辉(1957-)，男，新疆人,教授、博士生导师，研究方向为干旱区流域水文过程机理和决策支持系

统，主要著作：

《论酒店意境空间的创造》，2010.11,山西农业

《汽轮机真空偏低的原因分析及解决办法》，2008.3,新疆电力技术

《600MW机组“W”火焰锅炉结焦原因分析及对策》，2009.12,中国电力

《PSD相位法测量技术研究》，2009.5,传感技术学报

来源：中国期刊网

表三：课题分析报告（综合阐述研究现状、存在的不足、研究目标计划以及可行性分析）

研究现状：

P89LPC930采用了高性能的处理器结构，指令执行时间只需2〜4个时钟周期，6倍于80C51器

件。P89LPC930集成了许多系统级的功能，这样可以大大减少元件的数目和电路板面积并降低系

统成本。目前国内外的温湿度检测使用的温湿度检测元件种类繁多、应用范围也较广泛，加之单

片机和大规模集成电路技术的不断提高，出现/高性能、高可靠性的单片数据采集系统。

存在的不足：

单片机的编程繁多，需要极大的耐心，稍不注意就会出错，出错时检查繁琐。传感器的价格高，

不易于广泛普及。

研究目标计划：

硬件设计：

1微控制器模块的设计

系统采用P89LPC930作为核心控制器。该控制器设计采用11.0592MHz的外部晶振，若使用

微控制器内部晶振，则只需软件实现;D100发光二极管为电源显示灯;P0.0〜P0.3接口与LCD

的控制线和背光线相连，P2口与LCD的数据线相连;17、18引脚配置为串口功能，与RS485的

输入输出引脚相连,P1.7口配置为I/O口作为RS485的收发控制线;湿度测量模块将晶振得到

的频率输入到T0端;Pl.6作为湿度传感器的数据线。

2温度测量模块的设计

DS18B20是美国DALLS公司的一款可编程单总线数字式温度传感器，它可以将测量到的温度结

果以串行数字信号输出，易于微控制器连接。该系统选用3脚封装模式,DS18B20可通过两种方

式供电:外加电源工作方式和寄生电源方式。前者需要外加电源，正负极分别接引脚VDD及G

ND;后者不需外加电源，当总线（信号线）为高时稳定电源的提供是通过单线上的上拉电阻实现，

总线信号为低时则由其内部的电容供电，在此种方式下VDD接地。3脚封装的DS18B20引脚功

能分别为地GND、电源VDD、信号DQ,需用外加电源工作方式。采用此方式能增强DS18B20

的抗干扰能力，保证工作的稳定性。

3湿度测量模块的设计

湿度指的是相对湿度，用%RH表示。即气体中（通常为空气中）所含蒸汽量（水蒸气压）与其空气

在相同情况下饱和水蒸气量（饱和水蒸气压）的百分比。系统选用HS1101用来测量湿度值，如何

将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号是最关键的问题，研究采用将湿敏电容置

于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，可以直接被计算机采集

［4］。HS1101与555相连的振荡电路。电源电压工作范围是+3.5〜+12V,R303是防止短路

的保护电阻,R301是用于平衡温度系数。集成定时器555芯片外接电阻R302、R304与湿敏

电容C，构成了对C的充电回路。7端通过芯片内部的晶体管对地短路又构成对C的放电回

路，并将引脚2、6端相连引入到片内比较器，便成为一个典型的多谐振荡器，即方波发生器，

将相对湿度值变化转换成频率信号输出。将TLC555振荡电路输出的方波信号送入单片机

P89LPC930的T0脚，定时器/计数器0工作在计数方式，定时器/计数器1工作在定时方式。空

气的相对湿度通过555振荡电路就转变为与之成线性关系的频率信号，用这种测量频率法测出

方波信号的频率，从而也就测出了空气中的相对湿度。

软件设计：

1温度测量软件的设计

由于DS18B20采用的是1-Wire总线协议方式，即在一根线上实现数据的双向传输，而对

P89LPC930单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，必须采用软件的方法模拟单总线的

协议时序来完成对DS18B20芯片的访问［7,8该协议定义了几种信号的时序:初始化时序、读

时序、写时序。所有时序都将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据

的传输都需要主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后