智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計-畢業(yè)設(shè)計

智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計Designontheintelligentsystemofmonitoringenvironment摘要系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集端和移動監(jiān)控終端兩部分組成。采用16位單片機SPCE061A為處理核心，在數(shù)據(jù)采集端，利用兩片CD4067BE分別掛接16只DHT11溫濕度傳感器和16只光照強度傳感器；采用10位ADC實現(xiàn)對環(huán)境聲音的實時錄制，加入OV7670攝像頭進行實時拍照監(jiān)控，最后把所采集到的數(shù)據(jù)幀通過NRF905無線傳輸模塊傳送到移動監(jiān)控終端。在移動監(jiān)控終端，通過NRF905接收數(shù)據(jù)，將處理后的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)進行顯示，接收到的語音壓縮編碼通過10位DAC進行解碼播放，通過按鍵切換進入全屏環(huán)境參數(shù)顯示模式或全屏監(jiān)控照片顯示模式，并將接受到的環(huán)境參數(shù)、聲音、照片存儲到SD卡中。本文以SPCE061A超低功耗單片機為核心，設(shè)計了通用智能終端和智能溫濕度傳感器，重點介紹了該終端和傳感器的任務(wù)、硬件、軟件以及控制算法的設(shè)計與實現(xiàn)。硬件方面，介紹了系統(tǒng)各個部分的設(shè)計思想、原理電路以及，并給出了系統(tǒng)總硬件原理圖；另外，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的低成本和低功耗，在滿足設(shè)計要求的前提下，盡可能選用了價格低廉和低功耗的元器件。軟件方面，采用了時間觸發(fā)的混合調(diào)度器模式設(shè)計，對系統(tǒng)各個任務(wù)進行了設(shè)計，并給出了系統(tǒng)軟件低功耗設(shè)計方法。關(guān)鍵詞：SPCE061A；多節(jié)點；無線傳輸；HMIAbstractThesystemisdesignedfortwopartsofdataacquisitionterminalandmobilemonitoringterminal.ItsprocessingcoreisSPCE061Awhichisa16bitsmcu.Inthedataacquisitionterminal,16DHT11ofsinglebustemperature,humiditysensorand16lightintensitysensorarehungontwoCD4067BE.Theenvironmentalsoundisrecordedtocodingandcompressionwith10bitsADCwhichisbuiltinthemcuatanytime.AddOV7670whichisacameramoduletomonitoratanytime.ALLcollecteddataistransmittedtothemobilemonitoringterminalthroughNRF905ofwirelesstransmissionmodule.Inthemobilemonitoringterminal,thedataisreceivedthroughNRF905.Theenvironmentalparameterdataisdisplayedafterdealingwithandthecompressioncodingofspeechisdecodedtoplaywith10bitsDAC.Wecanswitchtofull-screenenvironmentparameterdisplaymodeorfull-screenpicturedisplaymodewiththekeys.Atlast,theenvironmentalparameter,soundandphotosarestoredtotheSDcard.BasedontheSPCE061Aultralowpowermicrocontrollerasthecore,ageneralintelligentterminalandintelligenttemperatureandhumiditysensordesign,focusesontheterminalandsensortask,hardware,softwareandthedesignofcontrolalgorithmandrealization.Intermsofhardware,introducesthevariouspartsofthesystemdesignthought,theprinciplecircuitandsystem,andthetotalhardwareprinciplediagramisgiven;inaddition,inordertorealizethesystemoflowcostandlowpowerconsumption,insatisfiesthedesignrequestunderthepremise,thelowpriceandlowpowerconsumptioncomponentsaspossible.Intermsofsoftware,usingmixedschedulermodedesigntimetriggered,thevarioustasksforthedesign,andgivesthelowpowerdesignmethodofsystemsoftware.Keywords:SPCE061A;Multinode;Wirelesstransmission;HMI目錄第1章緒論 第1章緒論1.1課題提出的背景從國內(nèi)現(xiàn)狀來看，監(jiān)控系統(tǒng)無處不在，但總體來說都處在單一分離模式，語音攝像需要一套系統(tǒng)，溫濕度等環(huán)境參數(shù)監(jiān)控也需要一套系統(tǒng)，而且價值不菲，功耗較大，移動性較差，需要較高的硬件與軟件支持，數(shù)據(jù)采集端與監(jiān)控端需要通過很多很長的通信線進行連接，從而使得系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，對于多參數(shù)多點監(jiān)控的場所，傳統(tǒng)設(shè)備不能滿足其節(jié)點數(shù)量的要求，可行度不高，空間占用率較大。一些傳統(tǒng)設(shè)備對于傳感器的更換極不方便，更換完傳感器后要對所有傳感器進行重新編號，不便于維護。鑒于以上不足之處，我們擬采取以下措施：設(shè)計一種可移動式的智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，以方便和適應(yīng)現(xiàn)代化的信息管理模式。該系統(tǒng)采用數(shù)字化數(shù)據(jù)采集，模塊化處理，便于系統(tǒng)維護以及數(shù)據(jù)收集。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20世紀70年代，國外的溫室生產(chǎn)開始以較快的速度發(fā)展，特別是歐美發(fā)達國家，如荷蘭、美國等國家實現(xiàn)了機械化。當時由于水平的限制，對于生態(tài)環(huán)境因素采用單因子控制，即對溫度、濕度、光照和二氧化碳濃度進行單獨分別控制的方法，主要是控制溫度，其次是濕度(空氣濕度、土壤濕度)。例如，在控制溫度時，控制的只是溫度的改變，而不影在國內(nèi)外市場上，主要推出的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控兩類產(chǎn)品。前者技術(shù)發(fā)展已經(jīng)非常成熟、性能穩(wěn)定，并在實際工程應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，特別是在大、中型視頻監(jiān)控工程中的應(yīng)用尤為廣泛；后者是新近崛起的以計算機技術(shù)及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了模擬系統(tǒng)部分弊端而迅速崛起，但仍需進一步完善和發(fā)展。目前，第三代基于網(wǎng)絡(luò)攝像機的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正興起，以它特有的優(yōu)勢會逐步成為監(jiān)控系統(tǒng)新的潮流。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。前端一體化、視頻數(shù)字化、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)集成化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)公認的發(fā)展方向，而數(shù)字化是網(wǎng)絡(luò)化的前提，網(wǎng)絡(luò)化又是系統(tǒng)集成化的基礎(chǔ)，所以，視頻監(jiān)控發(fā)展的最大兩個特點就是數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化，數(shù)字化是21世紀的特征，是以信息技術(shù)為核心的電子技術(shù)發(fā)展的必然，數(shù)字化是邁向成長的通行證，隨著時代的發(fā)展，我們的生存環(huán)境將變得越來越數(shù)字化。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化首先應(yīng)該是系統(tǒng)中信息流（包括視頻、音頻、控制等）從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài)，這將徹底打破“經(jīng)典閉路電視系統(tǒng)是以攝像機成像技術(shù)為中心”的結(jié)構(gòu)，根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)形式。信息流的數(shù)字化、編碼壓縮、開放式的協(xié)議，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中其它各子系統(tǒng)間實現(xiàn)無縫連接，并在統(tǒng)一的操作平臺上實現(xiàn)管理和控制，這也是系統(tǒng)集成化的含義。網(wǎng)絡(luò)化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化將意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)過渡。集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實時多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)以實現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標準化、模塊化和系列化的設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)運行互為熱備份，容錯可靠等優(yōu)點。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源共享以及任務(wù)和負載共享，這也是系統(tǒng)集成的一個重要概念[12]。縱觀以上觀點，就不難理解為什么網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)正成為視頻監(jiān)控領(lǐng)域研究的熱點和發(fā)展方向。1.3目前監(jiān)控系統(tǒng)中存在的問題隨著基于PC機的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)的發(fā)展，在實際工程使用過程中，也暴露出一些不足，主要是系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定性。硬件設(shè)計的缺點：PC機，兼容PC機用于24小時不間斷工作時，其性能是不很穩(wěn)定的，工控PC機相對于兼容PC機的穩(wěn)定性有一個檔次上的提高，適用于較復(fù)雜的工作環(huán)境；視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)通常均為多路輸入系統(tǒng)，視頻采集卡可采用多卡方式，也可采用單卡方式。一般說，單卡方式集成度高，穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式，很多采用一路一卡的方式容易形成硬件沖突，對其穩(wěn)定性會有很大的影響。目前市場上也有部分為追求高幀數(shù)而設(shè)計采用多卡進行迭加的多路單卡設(shè)備，但其仍在計算機的總線上進行傳輸、處理，不可能會有質(zhì)的飛躍。系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)，以Windows98為操作平臺的系統(tǒng)，業(yè)內(nèi)人士都知道，Win98的穩(wěn)定性是有一定問題的，如果應(yīng)用軟件又不是很規(guī)范，這樣就容易在使用過程中出現(xiàn)工作不穩(wěn)定、死機等問題，而基于PC機的視頻監(jiān)控錄像系統(tǒng)其軟件的實現(xiàn)是在Windows95/98/NT、Unix、Linux等通用操作系統(tǒng)上，同時系統(tǒng)文件、應(yīng)用軟件和圖像文件都存儲在硬盤上，視頻處理必須高密度輸入大量數(shù)據(jù)，同時硬盤要進行多工工作，普通的硬盤邏輯（如Windows的FAT32）已無法適應(yīng)，以致極易產(chǎn)生系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，造成死機現(xiàn)象；應(yīng)用軟件，采用簡易應(yīng)用軟件的系統(tǒng)是不能夠用于安防領(lǐng)域的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件能力上應(yīng)支持多任務(wù)并發(fā)處理，如監(jiān)視、錄像、回放、備份、報警、控制、遠程連接等的多工處理能力。1.4課題研究任務(wù)本課題研究對象是可移動式數(shù)字化智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，由于傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)存在不穩(wěn)定不便攜等特點，對該系統(tǒng)的研究設(shè)計及制作提出了特殊要求，因此，本課題的研究任務(wù)可歸納為以下幾點：1.準確可靠的主控電路及其軟件設(shè)計；2.便于移動，以及能較好的采集溫度濕度等數(shù)據(jù)；3.清晰易懂的數(shù)據(jù)顯示功能；4.其它輔助電路及結(jié)構(gòu)設(shè)計。碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題系統(tǒng)總體設(shè)計第2章智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計2.1系統(tǒng)總體設(shè)計該智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集端和移動監(jiān)控終端兩大部分，數(shù)據(jù)采集端包括SPCE061A核心板、16路溫濕度采集模塊、16路光照強度采集模塊、CD4067數(shù)據(jù)切換輸入模塊、語音輸入處理電路、OV7670帶FIFO攝像頭模塊、SD卡讀寫模塊、NRF905無線發(fā)射模塊，移動監(jiān)控終端包括SPCE061A核心板、SD卡讀寫模塊、NRF905無線接收模塊、語音播放電路、3.2寸HMI串口人機界面液晶屏，結(jié)構(gòu)框圖如圖1-1所示。圖1-1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖2.2工作原理在數(shù)據(jù)采集端：16路溫濕度采集模塊、16路光照強度采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給CD4067數(shù)據(jù)切換輸入模塊，該模塊進行模數(shù)信號轉(zhuǎn)換后，將模擬信號轉(zhuǎn)換成電信號。語音輸入處理電路、OV7670帶FIFO攝像頭模塊將采集到的數(shù)據(jù)連同CD4067數(shù)據(jù)切換輸入模塊的信號一并傳輸給SPCE061A核心板。該核心單片機一方面將信息存入SD卡備用，一方面把信息通過NRF905無線發(fā)射模塊發(fā)射出去。在移動監(jiān)控終端：首先，NRF905無線接收模塊接受NRF905無線發(fā)射模塊發(fā)射的信息，并傳輸給移動監(jiān)控終端的SPCE061A核心板。通過特定的軟件設(shè)計控制，使核心板接受的信息分成三部分展現(xiàn)：一，存入SD卡作為備用資料；二，通過語音數(shù)模轉(zhuǎn)換得到人能夠識別的語音信號，并播放；三，視頻信息則是通過3.2寸HMI串口人機界面液晶屏實現(xiàn)人機信息交互。碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題系統(tǒng)硬件選擇第3章系統(tǒng)硬件選擇3.1處理器的選擇3.1.1基礎(chǔ)單片機概述51單片機是對所有兼容Intel8031指令系統(tǒng)的單片機的統(tǒng)稱。該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來隨著Flashrom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機取得了長足的進展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今后很長的一段時間內(nèi)將占有大量市場。51單片機是基礎(chǔ)入門的一個單片機，還是應(yīng)用最廣泛的一種。若采用普通型的的51單片機（例如AT89S51、STC89C51），數(shù)據(jù)采集與處理速度、片內(nèi)RAM大小、片內(nèi)ROM大小以及對語音、視頻、圖片等數(shù)字信號的處理能力，是遠遠不能滿足本系統(tǒng)的要求，即使采用增強型的51單片機（例如STC12C5A60S2），也是不夠的。AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發(fā)出的增強型內(nèi)置Flash的RISC(ReducedInstructionSetCPU)精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應(yīng)用于計算機外部設(shè)備、工業(yè)實時控制、儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等各個領(lǐng)域。1997年，由Atmel公司挪威設(shè)計中心的A先生和V先生，利用Atmel公司的Flash新技術(shù)，共同研發(fā)出RISC精簡指令集高速8位單片機，簡稱AVR。相對51單片機而言，數(shù)據(jù)處理速度有一定的提升，如采用ATMEGA128等高檔型的單片機還是可以的，但對語音、視頻、圖片等數(shù)字信號的處理還是較麻煩的，需要較復(fù)雜的軟件編程支持，開發(fā)周期較長，不便于維護。DSP（DigitalSignalProcessor）是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。ARM處理器是Acorn計算機有限公司面向低預(yù)算市場設(shè)計的第一款RISC微處理器。更早稱作AcornRISCMachine。ARM處理器本身是32位設(shè)計，但也配備16位指令集。一般來講比等價32位代碼節(jié)省達35%，卻能保留32位系統(tǒng)的所有優(yōu)勢。ARM處理器的三大特點是：耗電少功能強、16位/32位雙指令集和合作伙伴眾多。1、體積小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；4、大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；5、尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；6、指令長度固定[16,18]。這兩種處理器完全可以滿足系統(tǒng)的需要，但是性能過剩，價格過高，軟件編程較復(fù)雜，在PCB生產(chǎn)方面需要較高的工藝，不經(jīng)濟。3.1.2SPCE061A單片機SPCE061A是繼nSP?（MicrocontrollerandSignalProcessor）系列產(chǎn)品SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。C51是nVIDIA公司推出的首款K8平臺整合芯片組的產(chǎn)品系列代號，現(xiàn)在使用C51系列芯片組的北橋芯片分為兩個版本：GeForce6150和GeForce6100，它們與Nforce400系列的南橋芯片搭配組成新一代平臺。16位處理器NVidiaC51芯片組是nVidia的K8IGP芯片組，于2005年推出。它是nVidia第一款為K8平臺而設(shè)的整合型芯片組。它建了Geforce6100顯示核心，完整支援DirectX9.0和HDR，是當時繒圖效能最佳的整合型芯片組。南橋的硬盤支援部分有小BUG（有時不能啟動NCQ）。nVidia眼見ATi在Intel和AMD平臺芯片組市場漸有成績，逐在AMD平臺芯片組下工夫，推出支援AMD64-bit處理器的整合形芯片組。本來計劃推出Intel平臺整合形芯片組（代號C60），但Intel推出內(nèi)建ATI整合形芯片組的主板，NVIDIA為免尷尬，決定終止C60計劃。C51是MCS-51系列單片機,是一種低端的8位單片機。在存儲器資源方面考慮到用戶資源的需求以及便于程序調(diào)試等功能，SPCE061A里內(nèi)嵌32k字的閃存（FLASH）和2k字SRAM。較高的處理速度（最高可達49.152MHz），配合庫文件操作，使EMBEDEquation.3nSP?能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號[1]。在低功耗方面，用戶可在0.32MHz-49.152MHz范圍內(nèi)自由設(shè)定處理器運行速度，因此SPCE061A單片機是適用于數(shù)字信號應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的一種最經(jīng)濟的選擇。3.1.3方案選擇綜上所述，我們采用方案三。3.2溫度傳感器的選擇3.2.1熱敏電阻[17]簡介熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件。熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，用半導(dǎo)體材料的大多為負溫度系數(shù)，即阻值隨溫度增加而降低。溫度變化會造成大的阻值改變，因此它是最靈敏的溫度傳感器。但熱敏電阻的線性度極差，并且與生產(chǎn)工藝有很大關(guān)系。制造商給不出標準化的熱敏電阻曲線。熱敏電阻體積非常小，對溫度變化的響應(yīng)也快。但熱敏電阻需要使用電流源，小尺寸也使它對自熱誤差極為敏感。熱敏電阻的電阻－溫度特性可近似地用下式表示：：溫度時的電阻值；：溫度時的電阻值。實際上，熱敏電阻的值并非是恒定的，其變化大小因材料構(gòu)成而異，最大甚至可達5。因此在較大的溫度范圍內(nèi)應(yīng)用式1時，將與實測值之間存在一定誤差。熱敏電阻的電阻值會隨相應(yīng)環(huán)境的變化而變化，加上電阻分壓電路，再用單片機內(nèi)自帶的AD轉(zhuǎn)換器對電壓采集，從而間接得出環(huán)境溫度和環(huán)境濕度。該方案中傳感器電路的輸出數(shù)據(jù)都是模擬量，在多路數(shù)據(jù)采集下，單片機AD需要占用過多的IO口采集數(shù)據(jù)，而且受電阻線性度和電阻制造誤差的約束，很難得到穩(wěn)定而又相對準確的數(shù)據(jù)。3.2.2DS18B20溫度傳感器簡介DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。具有抗干擾能力強、溫度采集精度高、不需要復(fù)雜的調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換電路等特點DS18B20是一種精度較高的單總線溫度傳感器，片內(nèi)自帶唯一序列號，但是價格也比較高。濕度測量的方案同上述方案一。溫度、濕度的采集需要過多的傳感器，外圍電路復(fù)雜，占用單片機較多的IO口。3.2.3DHT11數(shù)字溫濕度傳感器[3]DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。濕度傳感器單片集成，而且片內(nèi)集成8位單片機，不需要額外的外圍電路；單總線數(shù)字數(shù)據(jù)輸出，轉(zhuǎn)換時間和單次通訊時間較短。若對溫濕度精度要求不高，可采用DHT11;若對溫濕度精度要求較高，可采用DHT21。該溫度檢測系統(tǒng)是以AT89S52單片機為核心，采用新型可編程溫度傳感器DHT11或DHT21進行溫度檢測，具有抗干擾能力強、溫度采集精度高、不需要復(fù)雜的調(diào)理電路和AD轉(zhuǎn)換電路等特點。綜上所述，我們選擇DHT11數(shù)字溫濕度傳感器。3.3濕度傳感器的選擇3.3.1濕敏電阻[2]簡介濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化這一原理而制成的。工業(yè)上流行的濕敏電阻主要有:氯化鋰濕敏電阻,有機高分子膜濕敏電阻。多片電阻組合式氯化鋰濕敏傳感器是利用濕敏元件的電氣特性（如電阻值），隨濕度的變化而變化的原理進行濕度測量的傳感器，濕敏元件一般是在絕緣物上浸漬吸濕性物質(zhì)，或者通過蒸發(fā)、涂覆等工藝制各一層金屬、半導(dǎo)體、高分子薄膜和粉末狀顆粒而制作的，在濕敏元件的吸濕和脫濕過程中，水分子分解出的離子H+的傳導(dǎo)狀態(tài)發(fā)生變化，從而使元件的電阻值隨濕度而變化。氯化鋰濕度傳感器具有穩(wěn)定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優(yōu)點，氯化鋰濕敏傳感器已有了五十年以上的生產(chǎn)和研究的歷史，有著多種多樣的產(chǎn)品型式和制作方法。濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量濕度。濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當環(huán)境濕度發(fā)生改變時，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對濕度成正比。電子式濕敏傳感器的準確度可達2-3%RH，這比干濕球測濕精度高。濕敏元件的線性度及抗污染性差，在檢測環(huán)境濕度時，濕敏元件要長期暴露在待測環(huán)境中，很容易被污染而影響其測量精度及長期穩(wěn)定性。這方面沒有干濕球測濕方法好?？傮w來說，濕敏電阻的電阻值會隨相應(yīng)環(huán)境的變化而變化，加上電阻分壓電路，再用單片機內(nèi)自帶的AD轉(zhuǎn)換器對電壓采集，從而間接得出環(huán)境濕度，因而很難得到穩(wěn)定而又相對準確的數(shù)據(jù)。3.3.2DHT11數(shù)字溫濕度傳感器在3.2方案三中已經(jīng)做出綜合論述，在此不在介紹。3.4光照強度傳感器的選擇3.4.1光感芯片光感芯片是組成數(shù)碼攝像頭的重要組成部分，根據(jù)元件不同分為CCD（Charge

Coupled

Device，電荷耦合元件）應(yīng)用在攝影攝像方面的高端技術(shù)元件。

CMOS（Complementary

Metal-Oxide

Semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體元件）應(yīng)用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中。目前CCD元件的尺寸多為1/3英寸或者1/4英寸，在相同的分辨率下，宜選擇元件尺寸較大的為好。CCD的優(yōu)點是靈敏度高，噪音小，信噪比大。但是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、功耗高。CMOS的優(yōu)點是集成度高、功耗低(不到CCD的1/3)、成本低。但是噪音比較大、靈敏度較低、對光源要求高。在相同像素下CCD的成像往往通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確。而CMOS的產(chǎn)品往往通透性一般，對實物的色彩還原能力偏弱，曝光也都不太好。采用專門的光感芯片，能夠精確的得到光照強度數(shù)值的大小，但是價格很高，單是芯片價格就幾十元，芯片外圍電路復(fù)雜，PCB生產(chǎn)工藝較高。3.4.2光敏電阻比較電路采用光敏電阻，外加比較器以及分壓調(diào)節(jié)電位器，調(diào)節(jié)電位器至光照強度所需位置，大于設(shè)定光照強度，比較器輸出低電平；小于設(shè)定光照強度，比較器輸出高電平。在實際應(yīng)用中，我們沒必要實時測量環(huán)境光照強度的準確數(shù)值大小，只是需要一個臨界值，確保待監(jiān)控環(huán)境光照強度不超過安全值即可。綜上所述，我們選擇光敏電阻比較電路。3.5傳感器數(shù)據(jù)輸入方式選擇3.5.1單片機IO口并行輸入方式SPCE061A單片機只有32個IO口，如采用并行輸入方式，僅16路溫濕度傳感器和16路光照強度傳感器就全部占滿了，其他模塊就沒法連接單片機了，因此該方案不可取。3.5.2CMOS模擬開關(guān)[4]開關(guān)在電路中起接通信號或斷開信號的作用。最常見的可控開關(guān)是繼電器，當給驅(qū)動繼電器的驅(qū)動電路加高電平或低電平時，繼電器就吸合或釋放，其觸點接通或斷開電路。CMOS模擬開關(guān)是一種可控開關(guān)，它不象繼電器那樣可以用在大電流、高電壓場合，只適于處理幅度不超過其工作電壓、電流較小的模擬或數(shù)字信號。其典型應(yīng)用：單按鈕音量控制器、四路視頻信號切換器、數(shù)控電阻網(wǎng)絡(luò)、音量調(diào)節(jié)電路。模擬開關(guān)是通過數(shù)字量來控制傳輸門（TG）的接通和斷開以傳輸數(shù)字信號或模擬信號的開關(guān)。它具有功耗低、速度快、體積小、無機械觸點及使用壽命長等優(yōu)點，因此在一定程度上可以用來代替繼電器。它的缺點是導(dǎo)通電阻不夠小（幾十至幾百歐），斷開時仍有泄露電流（約0.1μA），且通過的電流一般為毫安級。此智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用2片CD4067BE16選1數(shù)字控制CMOS模擬開關(guān)，共用4條數(shù)據(jù)編碼選擇線和1條數(shù)據(jù)輸出線，再外加一個非門控制2片CD4067BE的分時選通。采用查詢的方式，定時巡檢32路傳感器數(shù)據(jù)。采用此方案，僅占用單片機6個IO口。綜上所述，我們采用數(shù)字控制CMOS模擬開關(guān)。3.6圖像采集方式的選擇3.6.1實時采集單片機的運算能力強有力，運算速度快，I／O接口功能完善，抗干擾能力強，可靠性高，對于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集處理時，它仍然是現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器的核心元件之一。當現(xiàn)場測試點較為分散時，通常以串行通信方式將數(shù)據(jù)采集連接成網(wǎng)絡(luò)，主機采用主從訪問方式，實現(xiàn)多點的數(shù)據(jù)采集。這種方案在數(shù)據(jù)傳輸量較小且頻率較高、采樣周期較長時，可以較好地完成多點數(shù)據(jù)采集處理任務(wù)。但是，當現(xiàn)場信號頻率較高時，根據(jù)香農(nóng)定理可知，采樣頻率也應(yīng)提高，這樣在單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量也相應(yīng)增大，若采用這種主從式網(wǎng)絡(luò)進行多點采集，實時性難以滿足，甚至?xí)斐上到y(tǒng)崩潰。具體到此系統(tǒng)，OV7670的數(shù)據(jù)輸出速度較高，數(shù)據(jù)流很大，單片機與OV7670直連，需要單片機騰出較多的資源來配合OV7670，采集圖像數(shù)據(jù)，從而使得單片機與OV7670很難匹配，增大了單片機的功耗，增加了數(shù)據(jù)的出錯率，穩(wěn)定性下降。3.6.2存儲芯片AL422B先入先出存儲芯片[5]內(nèi)部可存儲3M位（384k字節(jié)）的數(shù)據(jù)，OV7670輸出的數(shù)據(jù)暫存入AL422B中，起到緩沖作用，單片機僅需要定時讀取一次AL422B中的圖像數(shù)據(jù)即可，而且讀取速度由用戶自由設(shè)定，大大降低了單片機的資源消耗。綜上所述，我們選用存儲芯片式。3.7數(shù)據(jù)存儲方式的選擇3.7.1片外ROM芯片存儲空間小，價格昂貴，一般都是并行操作，占用IO口多，而且不方便取放，不方便與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)拷貝。3.7.2SD卡讀寫模塊SD卡容量大，方便取下，采用SPI通信方式，單片機IO口占用少，讀寫速度快，再配合FAT文件系統(tǒng)，可以很方便的對SD卡進行讀寫操作，最大可支持2GSD卡。綜上所述，我們選擇SD卡。3.8顯示方式的選擇3.8.1TFT彩色液晶屏其核心電路均采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷O(shè)計，全硬件實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，產(chǎn)品一致性好。采用簡單的并行總線方式與51單片機、AVR、DSP、PIC、ARM等CPU直接連接，信號包括數(shù)據(jù)D[7：0]、地址A[1：0]、片選/CS、寫/WR、讀/RD。也可進行單片機串口驅(qū)動TFT液晶顯示屏，開發(fā)人員需要熟悉產(chǎn)品的通訊協(xié)議，進行二次開發(fā)，需要編寫底層的驅(qū)動程序。因此基于此系統(tǒng)，單片機驅(qū)動復(fù)雜，并行操作占用單片機IO口較多，屏幕刷新速度慢，很難滿足圖像的瞬間顯示，單片機資源占用率大，可視化人機交互能力較差。3.8.2HMI串口液晶屏HMI是HumanMachineInterface的縮寫，“人機接口”，也叫人機界面。人機界面（又稱用戶界面或使用者界面）是系統(tǒng)和用戶之間進行交互和信息交換的媒介，它實現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。凡參與人機信息交流的領(lǐng)域都存在著人機界面。HMI的接口種類很多,有RS232,RS485,RJ45網(wǎng)線接口。串口通訊，TTL電平，操作簡單，僅需要2個IO口，波特率最高可達961200bps。內(nèi)部集成專用TFT驅(qū)動芯片以及圖形操作SPI函數(shù)接口，可存儲255張圖片，圖像刷新速率快，大大降低了單片機的資源占有率，具有較高的人機交互能力。綜上所述，我們選擇HMI串口液晶屏。碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題系統(tǒng)硬件設(shè)計第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計4.1SPCE061A單片機最小系統(tǒng)SPY0029低壓穩(wěn)壓芯片，帶有低電壓保護功能，最高輸入電壓7V，輸出電流最大50ma，穩(wěn)定輸出3.3V電壓，用來給單片機供電；32.768kHz晶振外加PLL倍頻電路，提供給單片機0.32MHz-49.152MHz時鐘頻率；復(fù)位電路采用按鍵手動復(fù)位和芯片上電復(fù)位；芯片供電引腳以及內(nèi)核電壓引腳，需要加合適電容去耦濾波[6]；單片機所有IO口通過跳線選擇，可以工作在3.3V模式下和5V模式下[13,14,15]。SPCE061A單片機最小系統(tǒng)電路如圖4-1所示。圖4-1SPCE061A單片機最小系統(tǒng)4.2光照強度采集電路光敏電阻在有光的時候和無光的時候，電阻值會發(fā)生變化，分別稱為亮阻和暗阻[7]，本電路中采用的光敏電阻亮阻為0.5kΩ，暗阻為5-10kΩ。電位器取合適分壓做基準電壓，通過4路電壓比較器芯片LM339,與光敏電阻采集電壓進行比較。LM339輸出端外加上拉電阻，當同相輸入電壓高于反相輸入電壓時，LM339輸出高電平；當同向輸入電壓低于反相輸入電壓時，LM339輸出低電平，從而可間接得出：超過設(shè)定光照強度，LM339輸出低電平，同時指示燈亮起；低于設(shè)定光照強度，LM339輸出高電平，同時指示燈熄滅。光照強度采集電路如圖4-2所示。圖4-2光照強度采集電路4.3傳感器數(shù)據(jù)選擇輸入電路采用2片CD4067BE16選1數(shù)字控制CMOS模擬開關(guān)，共用4條數(shù)據(jù)編碼選擇線和1條數(shù)據(jù)輸出線，再外加一個非門控制2片CD4067BE的分時選通,在一定時間內(nèi)，只允許一路數(shù)據(jù)輸入。在軟件上，配合巡檢讀取數(shù)據(jù)，從而僅需要6個IO口就可以操作32個傳感器，完成32路數(shù)據(jù)的采集。傳感器數(shù)據(jù)選擇輸入電路如圖4-3所示。圖4-3傳感器數(shù)據(jù)選擇輸入電路4.4語音輸入處理電路話筒采集語音信號，電路提供給話筒工作電壓，經(jīng)過濾波，將差分信號送入處理器，經(jīng)過處理器內(nèi)部10位AD將語音模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后調(diào)用語音庫編碼函數(shù)函數(shù)進行壓縮編碼[8]。語音輸入處理電路如圖3-4所示。圖4-4語音輸入處理電路4.5語音播放電路語音信號經(jīng)語音庫函數(shù)解碼后，由處理器內(nèi)部10位DA將數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換為語音模擬信號，最后經(jīng)過SPY0030將語音信號放大后播放。語音播放電路如圖4-5所示。圖4-5語音播放電路碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題系統(tǒng)軟件設(shè)計第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件部分采用C語言和匯編語言混合編程，驅(qū)動層面用匯編語言編寫，功能層面用C語言編寫[9,10,11,13]。對于整體軟件部分，采用模塊化編程，預(yù)留出相應(yīng)的通信接口，最后通過API函數(shù)進行整合，便于系統(tǒng)整體調(diào)試、維護和軟件升級，數(shù)據(jù)采集端和移動監(jiān)控終端程序流程圖分別如圖5-1、5-2所示。圖5-1數(shù)據(jù)采集端程序流程圖圖5-2移動監(jiān)控終端程序流程圖謝辭碩士研究生課程《智能傳感器技術(shù)》（考查）自選課題結(jié)論第6章結(jié)論該智能環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計方案較為合理，成本控制較低，可以滿足32節(jié)點傳感器數(shù)據(jù)的處理，能夠全面兼顧溫度、濕度、光照強度的數(shù)據(jù)采集，以及環(huán)境聲音的錄制和現(xiàn)場照片的拍攝，通過無線傳輸方式能夠很方便的實現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)場外部監(jiān)控，并且具有很好的移動便攜性、實用性，推廣前景較為廣闊。謝辭參考文獻參考文獻：1．雷思孝.單片機原理及實用技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004:245-250.2．黃飛,毛鋼元.基于凌陽16位單片機的溫度控制系統(tǒng)[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報,2007,(5):63-66.3．江東,楊嘉祥,趙宏.Z-溫度傳感器的非線性補償[J].傳感器與微系統(tǒng),2008,27(7):121-125.4．沙占友.集成傳感器應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2009:46-48.5．康曉東,楊海英.無線音視頻處理、傳輸及其標準[M].北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社.2005,8:190-192.6．凌陽科技.凌陽16位單片機開發(fā)實例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006:18-24.7．孫肖子,張企民編著.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006:10-19,112-136,383-396,492-547.8．蔡蓮紅,黃德智，蔡瑞.現(xiàn)代語音技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.2003，11：107-109.9．戴佳,戴衛(wèi)恒.單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社.2006:18-19.10．陳龍三編著.C語言控制與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002:67-75.11．譚浩強編著.C語言程序設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007:43-60.12．段晨東，王儉．張文革．智能化住宅小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計Ⅱ.電氣自動化.2006．13．虞鶴松，武自芳．微機控制技術(shù)[MJ．西安：西安交通大學(xué)出版社，200814．萬福君等,，單片機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.8：32-3415．李朝青，PC機與單片機&DSP數(shù)據(jù)通信技術(shù)選編（2），北京航空航天大學(xué)出版社，2003.5：18-2516．李朝青，PC機及單片機數(shù)據(jù)通信技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2000.12：1-1417．周繼明，江世明，傳感技術(shù)與應(yīng)用，中南大學(xué)出版社，2005.3：281-28518．宋浩，田豐，單片機原理及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社，2005.1：13-14附錄附錄附錄A數(shù)據(jù)采集端實物圖附錄B移動監(jiān)控終端實物圖附錄C數(shù)據(jù)采集端傳感器整體電路圖附錄D部分源程序1.DHT11讀寫程序voidDHT11_Read(void){*P_Watchdog_Clear=0x0001;*P_SystemClock=0x00F8; //初始化，調(diào)整系統(tǒng)時鐘49.152MHz/1，強振模式*P_IOB_Attrib=0xFFFF; //初始化IOB同相低電平輸出口*P_IOB_Dir=0xFFFF;*P_IOB_Data=0x0000;*P_Watchdog_Clear=0x0001;while(1){P1_15=1;Delay_ms(1);P1_15=0;Delay_ms(20);P1_15=1;Delay_us(8);*P_IOB_Attrib&=0x7FFF; //初始化IOB同相低電平輸出口*P_IOB_Dir&=0x7FFF;*P_IOB_Data|=0x8000;while(P1_15);Delay_us(1);while(!P1_15);while(P1_15);DHT11_Num=8;while(DHT11_Num){if(P1_15){*P_TimerA_Ctrl=0x0031;*P_TimerA_Data=0x0000;while(P1_15);time=*P_TimerA_Data;if(time>8){DHT11_Temp|=0x0001;}DHT11_Temp<<=1;DHT11_Num--; }}}2.OV7670驅(qū)動程序unsignedcharWrCmos7670(unsignedcharregID,unsignedcharregDat){StartI2C0();if(0==I2CWrite0(0x42)){StopI2C0();return(0);}delay_us(100);if(0==I2CWrite0(regID)){StopI2C0();return(0);}delay_us(100);if(0==I2CWrite0(regDat)){StopI2C0();return(0);}StopI2C0();return(1);}unsignedcharrdCmos7670Reg(unsignedcharregID,unsignedchar*regDat){StartI2C0();if(0==I2CWrite0(0x42)){StopI2C0();return(0);}delay_us(100);if(0==I2CWrite0(regID)){StopI2C0();return(0);}StopI2C0();delay_us(100);StartI2C0();if(0==I2CWrite0(0x43)){StopI2C0();return(0);}delay_us(100);*regDat=I2CRead0();NoAck0();StopI2C0();return(1);}voidCmos7670_Size(unsignedintStartx,unsignedintStarty,unsignedintwidth,unsignedintheight){unsignedintendx;unsignedintendy;unsignedcharR1,R2;unsignedcharSeting,mmm;endx=(Startx+width);endy=(Starty+height+height);Seting=rdCmos7670Reg(0x03,&R1);R1&=0xf0;Seting=rdCmos7670Reg(0x32,&R2);R2&=0xc0;mmm=R2|((endx&0x7)<<3)|(Startx&0x7);Seting=WrCmos7670(0x32,mmm);mmm=(Startx&0x7F8)>>3;Seting=WrCmos7670(0x17,mmm);mmm=(endx&0x7F8)>>3;Seting=WrCmos7670(0x18,mmm);mmm=R1|((endy&0x3)<<2)|(Starty&0x3);Seting=WrCmos7670(0x03,mmm);mmm=Starty>>2;Seting=WrCmos7670(0x19,mmm);mmm=endy>>2;Seting=WrCmos7670(0x1A,mmm);}unsignedcharCmos7670_init(void){unsignedcharmmm; unsignedinti=0;InitI2C0();mmm=0x80;if(0==WrCmos7670(0x12,mmm)){return0;}delay_ms(10);set_Cmos7670reg();return1;}3.NRF905驅(qū)動程序voidinit_905(void){DDRE|=(1<<CSN)|(1<<PWR_UP)|(1<<TX_EN);//設(shè)置端口E的1，2，3引腳為輸出引腳DDRB|=(1<<MOSI)|(1<<SCK)|(1<<TRX_CE);//設(shè)置MOSI、SCK和SS為輸出，其他為輸入PORTE|=(1<<PWR_UP);//905上電PORTE|=(1<<CSN);//CSN引腳置位，停止SPI操作,PORTB|=1<<SCK;//Spiclocklineinithigh PORTE&=~(1<<TX_EN);PORTB&=~(1<<TRX_CE);//SetnRF905instandbymodeDelay3ms();}voidset_confword(unsignedchar*r_addr){data_conf[0]=0x01;data_conf[1]=0x0c;//不重發(fā)數(shù)據(jù)，接收模式為正常模式，輸出功率為10dB("11"),工作在433MHzdata_conf[2]=0x44;//4字節(jié)的接收地址和發(fā)送地址data_conf[3]=PACKAGE_LENGTH;//RX有效數(shù)據(jù)長度data_conf[4]=PACKAGE_LENGTH;//TX有效數(shù)據(jù)長度data_conf[5]=r_addr[0];//5~8為RX地址data_conf[6]=r_addr[1];data_conf[7]=r_addr[2];data_conf[8]=r_addr[3];data_conf[9]=0xd8;}voidTxPacket(unsignedchar*send_d){unsignedchartemp,i;PORTE&=~(1<<CSN); //CSN置零，Spi使能SpiWrite(WTP); //寫SPI命令for(i=0;i<PACKAGE_LENGTH;i++){SpiWrite(*(send_d+i)); //寫21字節(jié)的TX數(shù)據(jù)}PORTE|=(1<<CSN); //禁止Spi PORTB|=(1<<TRX_CE); //SetTRX_CEhigh,開始TX數(shù)據(jù)發(fā)送Delay650us(); PORTB&=~(1<<TRX_CE); //SetTRX_CElow，進入standby模式}4.FAT文件系統(tǒng)//=============================================================//語法格式： voidFS_Init(void)//實現(xiàn)功能： 文件索引表初始化//參數(shù)： 無//返回值： 無//=============================================================voidFS_Init(void){while(SD_Initialize()!=SD_NO_ERR); // 初始化SD卡g_FileNum=0;UsedSecNum=0;CurFileStartSec=FS_START_SEC; // 當前文件的Sector起始地址CurFileSec=FS_START_SEC; // 當前文件的操作Sector地址CurFileEndSec=FS_START_SEC; // 當前文件的Sector結(jié)束地址CurOffset=0; // 當前Sector的操作位置}//=============================================================//語法格式： voidFS_CreatFile(void)//實現(xiàn)功能： 創(chuàng)建文件//參數(shù)： 無//返回值： 無//=============================================================voidFS_CreatFile(void){if(0==g_FileNum){CurFileStartSec=FS_START_SEC;CurFileSec=FS_START_SEC;CurFileEndSec=FS_START_SEC;}else{CurFileStartSec=g_FileListArray[g_FileNum-1].EndSec+1;CurFileEndSec=CurFileStartSec;CurFileSec=CurFileStartSec;CurFileOffset=0;}g_FileListArray[g_FileNum].StartSec=CurFileStartSec;g_FileListArray[g_FileNum].EndSec=CurFileEndSec;g_FileListArray[g_FileNum].Offset=CurFileOffset;CurOffset=0;SD_WriteNewBlock(CurFileSec);}//=============================================================//語法格式： voidFS_WritingFile(unsignedint*Buf,unsignedintLen)//實現(xiàn)功能： 向文件結(jié)尾處連續(xù)寫入多個字//參數(shù)： Buf - 待寫入的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首地址// Len - 待寫入的數(shù)據(jù)的長度//返回值： 無//=============================================================voidFS_WritingFile(unsignedint*Buf,unsignedintLen){unsignedinti;Len<<=1;if(Len>=(SD_BLOCKSIZE-CurOffset)){SD_WritingBlockData((unsignedlongint)(SD_BLOCKSIZE-CurOffset),(unsignedchar*)Buf);SD_WritCurFileSec++;CurFileEndSec=CurFileSec;i=SD_BLOCKSIZE-CurOffset;CurOffset=Len-i;i>>=1;SD_WriteNewBlock(CurFileSec);SD_WritingBlockData((unsignedlongint)CurOffset,(unsignedchar*)&Buf[i]);}else{SD_WritingBlockData((unsignedlongint)Len,(unsignedchar*)Buf);CurOffset+=Len;}}//=============================================================//語法格式： voidFS_CloseWriteFile(void)//實現(xiàn)功能： 結(jié)束寫文件操作//參數(shù)： 無//返回值： 無//=============================================================voidFS_CloseWriteFile(void){SD_WritingBlankData(SD_BLOCKSIZE-CurOffset); CurOffset=0;SD_WriteFinished();g_FileListArray[g_FileNum].EndSec=CurFileEndSec;// 修改文件索引表g_FileListArray[g_FileNum].Offset=CurOffset;g_FileNum++;UsedSecNum=CurFileEndSec;}//=============================================================//語法格式： voidFS_OpenFile(unsignedintFHandle)//實現(xiàn)功能： 打開文件//參數(shù)： FHandle-文件序號//返回值： 無//=============================================================voidFS_OpenFile(unsignedintFHandle){if(0==FHandle)FHandle=1;CurFileStartSec=g_FileListArray[FHandle-1].StartSec;CurFileEndSec=g_FileListArray[FHandle-1].EndSec;CurFileOffset=g_FileListArray[FHandle-1].Offset;CurFileSec=CurFileStartSec;SD_ReadNewBlock(CurFileSec);CurOffset=0;}//=============================================================//語法格式： voidFS_CloseOpenFile()//實現(xiàn)功能： 結(jié)束讀文件操作//參數(shù)： 無//返回值： 無//=============================================================voidFS_CloseOpenFile(){SD_DropData(SD_BLOCKSIZE-CurOffset);CurOffset=0;SD_ReadFinished();CurFileSec=0;CurFileStartSec=0;CurFileEndSec=0;CurOffset=0;CurFileOffset=0;}//=============================================================//語法格式： voidFS_EndEncode(unsignedintLow,unsignedintHigh)//實現(xiàn)功能： 將語音文件的長度寫入到該文件的起始地址處//參數(shù)： Low-文件長度的低字// High-文件長度的高字//返回值： 無//=============================================================voidFS_EndEncode(unsignedintLow,unsignedintHigh){unsignedcharBuf[512];FS_CloseWriteFile();SD_ReadBlock(g_FileListArray[g_FileNum-1].StartSec,Buf);Buf[0]=Low&0xff;Buf[1]=Low>>8;Buf[2]=High&0xff;Buf[3]=High>>8;SD_WriteBlock(g_FileListArray[g_FileNum-1].StartSec,Buf);Status=IDLE;}基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起