基于Arduino的湿度检测器设计与制作

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能说明.........................................................................................................1

2设计方案选择.........................................................................................................1

2.1开发板的选择..........................................................................................1

2.2传感器的选择..........................................................................................2

2.3系统框图的设计......................................................................................2

3产品硬件设计.........................................................................................................3

3.1arduino开发板核心电路设计...................................................................3

3.2LCD1602液晶显示模块电路.......................................................................4

3.3ESP8266-WIFI模块....................................................................................5

4产品软件设计.........................................................................................................7

4.1程序流程图..................................................................................................7

4.2程序代码......................................................................................................9

5产品使用说明.......................................................................................................10

5.1产品装配图............................................................................................10

5.2产品使用说明........................................................................................11

附录1元器件清单...............................................................................................12

附录2电路原理图.............................................................................................12

附录3PCB设计图..............................................................................................13

附录4产品实物图.............................................................................................13

附录5主程序代码.............................................................................................15

参考资料.....................................................................................................................16

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基于Arduino的湿度检测器的设计与制作

1产品功能说明

本设计是以ArduinoUNO开发板控制模块传输阀值数据至手机为目的。产品

是以arduinoUNO开发板做为主体部分，另外连接温湿度传感器和ESP8266-WiFi

模块，当温湿度传感器检测到大气的湿度时，会发送数字信号给arduinoUNO开

发板，传输数据到olcd液晶显示屏输出当前阀值，手机通过APP发送指定数值

接收湿度阀值，在生活中，湿度的监测很重要，对人们种植业非常有利，提示

人们去改善种植环境，所以我们需要对大气的湿度进行监测。

2设计方案选择

2.1开发板的选择

方案一:选用STC89C52为自动控制系统芯。STC89C52是一款低能耗、高性

能COMS8位微处理器，具备8K字节数系统处理器可编可不断擦掉写保护Flash

的存储芯片。并用经典MCS-5，功能强大STC89C52单片机设计适用很多比较复

杂的生活环境和控制运用场所。

方案二:选用Arduino系列ArduinoUNO开发板为主导。Arduino具备开放式

的源码，易懂特性，初学者也可以快速地入门。开发板里的微处理器可以通过Ard

uino的数控编程软件来撰写编程代码，Arduino开发板也可以通过其他感应器

来认知环境因素，例如操纵电机、环境监控及遥控小车和其它设备来意见反馈

现阶段应用情况，进而达到ArduinoNUO开发板应用的效果。

因此选用方案二，Arduino是一款便携式灵便、能够速学，便捷上手开源系

统型服务平台，便于开发设计各种各样硬件配置和设计。

以ArduinoUNO作为开发板。Arduino开发更加方便,并且通过库的调用使

用更加简洁的编程语言。使用Arduino做项目,有益于硬件部分的设计,可以直

接调用Arduino的控制板引脚组成自己的需要的硬件系统。Arduino的理念就

是开源,软硬件全部开放,通过相关官网或者论坛里获得各种资源,可以创作出

更好更有创意的作品。

综上所述，我选择了ArduinoUNO开发板，它有更好的学习资源，通过mind+

等app可以配合图形化编程直接生成代码，也更加适合连接传感器不用焊接，

所以我选择使用ArduinoUNO开发板进行设计。

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2.2传感器的选择

ESP8266-WIFI模块：该模块是一款性能高效的物联网必备的开发芯片，专

为移动设备、可穿戴便携式电子产品和物联网应用设计。该模块可以进行网络

互联；而且它还可以连接到家里或者任何地方的WiFi，并且可以自身开发热点

进行远程连接；基于这个原理所以这个模块在本次的设计中也尤为重要。该模

块在本次的设计中起数据传输的角色，使其连接Arduino开发板；同时上位机APP

连接该模块发出的热点进行指令传送达到控制各传感器以及元器件的作用。

DHT-11温湿度传感器模块：是一款含有已审校数字信号导出温湿度复合性

传感器，它应用专用型数据信息控制器搜集技术和环境温度湿度控制器技术性，

确保产品具有较高的可靠性和出色的机械稳定性。传感器包括一个电阻式感湿

电子器件和一个NTC测温元件，并与一个特性非凡8位单片机相连接。单线铁

路制串口通信，使系统集成愈来愈简易方便快捷。特小容积、极低的作用消耗，

使其成为该类应用中，在苛刻应用场地的不二之选。产品都是4针单排引脚封

装类型，连接方便快捷。

2.3系统框图设计

系统设计框图如图2-1所示。

DHT11

温湿度传OLED屏显示

感器当前温湿度

WiFi模块-Arduino

ESP8266UNO开发板

在手机显示

检测到大

气中的温

度和潮

湿，发送

数字信号

图2-1系统设计框图

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3产品硬件设计

3.1ARDUINO开发板核心电路设计

Arduino是一款方便快捷灵便方便使用，快速上手开源系统电子器件程序编

写综合服务平台。包括了各种规格的硬件与软件ArduinoIDE。由意大利的一个

团队开发设计。Arduino开发板能够联接各种各样感应器去进行感知和操纵，数

据信号意见反馈响应速度出色。只需把ArduinoIDE的代码下载进开发板，就可

以做到相对应的编码作用，程序编写适用C语言偏底层代码那样能够更好的开

展对I/O口操纵及其数据传输。Arduino开发板原理图如图3-1所示，Arduino

开发板实物图如图3-2所示。

图3-1Arduino开发板原理图

3

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图3-2Arduino开发板实物图

3.2OLCD液晶显示模块电路

OLED0.96规格的显示器，即有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode)。

OLED因为同时具有自发光，无需要led背光、饱和度高、薄厚薄、角度广、反

应速度快、适合于拉伸应变性控制面板、应用环境温度覆盖面广、结构及制造

较简易等良好之特点，被称之为下一代的平面图显示屏新起电子应用。oled显

示屏原理图如图3-3所示，oled显示屏实物图如图3-4所示。

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图3-3oled显示屏原理图

图3-4oled显示屏实物图

3.3ESP8266WI-FI模块

（1）ESP8266WIFI控制模块是一个经济发展高效率的WIFISOC物联网模块，

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适用IEEE802.11/b/g/n等协议书；内嵌完整的TCP/IP协议线。成本费用低、

超小型、低能耗、内部结构搭载了MCU处理芯片，应用领域十分广泛。用户可

应用此处理芯片开展无线功能的研发程序编写，入门简单实用操纵，能够搭建

单独的局域网络系统软件。我们将要选用ESP8266模块局域网络开展串口通信。

（2）主要特点：

适用STA、AP、STA+AP工作方式（此次选用第三种模式，STA+AP设为透传

方式）

内嵌高精密10bit的ADC

适用USART、GPIO、IIC、PWM、ADC、SPI等插口

适用休眠状态，深层休眠状态电流量低到20uA

持SDK二次开发，根据串口通信AT命令能够快速应用

适用串口通信当地升级远程控制固件下载（FOTA）

（3）ESP8266WIFI模块数据连接方式；当手机可以用WIFI作用，那样只

需将ESP控制模块开机后（3.3V）因此脚正联接后烧录一个空程序，以后应用

串口助手配备好WIFI名字、登陆密码、工作方式（STA+AP）等数据就可以完成

对ESP模块配备；断掉TXD和RXD烧录下位机程序流程然后将ESP控制模块里

的TXD和RXD反接Arduino的TXD和RXD就可以联接WIFI开展串口通信。ESP8266

WIFI控制模块原理图如图3-5所显示。ESP8266WIFI模块实物图如图3-6所示。

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图3-5ESP8266WIFI模块原理图

图3-6ESP8266WIFI模块实物图

4产品软件设计

4.1程序流程图

程序流程图如图4-1所示。

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图4-1程序流程图

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4.2程序代码

#include<DFRobot_DHT.h>温湿度传感器库的调用

#include<DFRobot_SSD1306_I2C.h>

//动态变量

Stringmind_s_in;设置变量

//静态常量

constchCodechBuf[]={

{0x6e7f,0xe6b9bf,0xCAAA,{0x00,0x00,0x27,0xf8,0x14,0x08,0x14,0x08,0x87,0xf8,

0x44,0x08,0x44,0x08,0x17,0xf8,0x11,0x20,0x21,0x20,0xe9,0x24,0x25,0x28,0x23,0

x30,0x21,0x20,0x2f,0xfe,0x00,0x00}},

{0x5ea6,0xe5baa6,0xB6C8,{0x01,0x00,0x00,0x80,0x3f,0xfe,0x22,0x20,0x22,0x20,0

x3f,0xfc,0x22,0x20,0x22,0x20,0x23,0xe0,0x20,0x00,0x2f,0xf0,0x24,0x10,0x42,0x20,0

x41,0xc0,0x86,0x30,0x38,0x0e}},

{0x68c0,0xe6a380,0xBCEC,{0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0xa0,0x10,0xa0,0xfd,0x10,

0x12,0x08,0x35,0xf6,0x38,0x00,0x54,0x88,0x50,0x48,0x92,0x48,0x11,0x50,0x11,0

x10,0x10,0x20,0x17,0xfe,0x10,0x00}},

{0x6d4b,0xe6b58b,0xB2E2,{0x00,0x04,0x27,0xc4,0x14,0x44,0x14,0x54,0x85,0x54,

0x45,0x54,0x45,0x54,0x15,0x54,0x15,0x54,0x25,0x54,0xe5,0x54,0x21,0x04,0x22,0

x84,0x22,0x44,0x24,0x14,0x08,0x08}},

{0x6e29,0xe6b8a9,0xCEC2,{0x00,0x00,0x23,0xf8,0x12,0x08,0x12,0x08,0x83,0xf8,

0x42,0x08,0x42,0x08,0x13,0xf8,0x10,0x00,0x27,0xfc,0xe4,0xa4,0x24,0xa4,0x24,0x

a4,0x24,0xa4,0x2f,0xfe,0x00,0x00}},

{0xff1a,0xefbc9a,0xA3BA,{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x30,0

x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}},

{0x2103,0xe28483,0xA1E6,{0x60,0x00,0x91,0xf4,0x96,0x0c,0x6c,0x04,0x08,0x04,

0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x18,0x00,0x08,0x00,0x0c,0

x04,0x06,0x08,0x01,0xf0,0x00,0x00}}

};

//创建对象

DFRobot_SSD1306_I2Coled12864;

DFRobot_DHTdht11_6;调用引脚

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//主程序开始

voidsetup(){

Serial.begin(9600);

oled12864.setChCode(chBuf);

dht11_6.begin(6,DHT11);

oled12864.begin(0x3c);

oled12864.setCursor(0,0);

oled12864.print("湿度检测");文字说明

oled12864.setCursor(0,1);

oled12864.print("温度：");输出说明

oled12864.setCursor(0,2);

oled12864.print("湿度：");输出说明

}

voidloop(){

mind_s_in=Serial.read();

//if((mind_s_in==String("d"))){

Serial.println((String("温度:")+String((String(dht11_6.getTemperature())+

String("℃")))));显示阀值

Serial.println((String("湿度:")+String((String(dht11_6.getHumidity())+

String("%RH")))));显示阀值

oled12864.fillScreen(0);

oled12864.setCursor(0,0);

oled12864.print((String("温度:")+String((String(dht11_6.getTemperature())+

String("℃")))));在OLED显示屏显示

oled12864.setCursor(0,1);

oled12864.print((String("湿度:")+String((String(dht11_6.getHumidity())+

String("%RH")))));在OLED显示屏显示

//}

}

5产品使用说明

5.1产品装配图

产品装配图如图5-1所示。

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图5-1产品装配图

5.2产品使用说明

该产品通过温湿度传感器（dht11）模块和OLED液晶显示屏的相互连通实

现手机查看大气的湿度的监测和查看。将开发板和元件连接，通入电源后，打

开手机WiFi后进入E4A软件APP输入密码连接开发板和ESP8266模块，进行远

程监测大气中的湿度监测，在这个经济发展水平迅速上升的时代，这个产品能

有效进行低成本的对种植环境的湿度的监控，查看大气的湿度，从而去降低人

们种植的成本，提醒人们去采取措施进行种植的抢救，降低种植的死亡率，提

高生产率，人们可以随时打开手机查看监测值，降低人工成本。

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附录1元器件清单

附录2电路原理图

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附录3PCB设计图

附录4产品实物图

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附录5主程序代码

#include<DFRobot_DHT.h>

#include<DFRobot_SSD1306_I2C.h>

//动态变量

Stringmind_s_in;

//静态常量

constchCodechBuf[]={

{0x6e7f,0xe6b9bf,0xCAAA,{0x00,0x00,0x27,0xf8,0x14,0x08,0x14,0x08,0x87,0xf8,

0x44,0x08,0x44,0x08,0x17,0xf8,0x11,0x20,0x21,0x20,0xe9,0x24,0x25,0x28,0x23,0

x30,0x21,0x20,0x2f,0xfe,0x00,0x00}},

{0x5ea6,0xe5baa6,0xB6C8,{0x01,0x00,0x00,0x80,0x3f,0xfe,0x22,0x20,0x22,0x20,0

x3f,0xfc,0x22,0x20,0x22,0x20,0x23,0xe0,0x20,0x00,0x2f,0xf0,0x24,0x10,0x42,0x20,0

x41,0xc0,0x86,0x30,0x38,0x0e}},

{0x68c0,0xe6a380,0xBCEC,{0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0xa0,0x10,0xa0,0xfd,0x10,

0x12,0x08,0x35,0xf6,0x38,0x00,0x54,0x88,0x50,0x48,0x92,0x48,0x11,0x50,0x11,0

x10,0x10,0x20,0x17,0xfe,0x10,0x00}},

{0x6d4b,0xe6b58b,0xB2E2,{0x00,0x04,0x27,0xc4,0x14,0x44,0x14,0x54,0x85,0x54,

0x45,0x54,0x45,0x54,0x15,0x54,0x15,0x54,0x25,0x54,0xe5,0x54,0x21,0x04,0x22,0

x84,0x22,0x44,0x24,0x14,0x08,0x08}},

{0x6e29,0xe6b8a9,0xCEC2,{0x00,0x00,0x23,0xf8,0x12,0x08,0x12,0x08,0x83,0xf8,

0x42,0x08,0x42,0x08,0x13,0xf8,0x10,0x00,0x27,0xfc,0xe4,0xa4,0x24,0xa4,0x24,0x

a4,0x24,0xa4,0x2f,0xfe,0x00,0x00}},

{0xff1a,0xefbc9a,0xA3BA,{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x30,0

x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}},

{0x2103,0xe28483,0x