基于cc1310温湿度标签开发与设计开题报告
基于cc1310温湿度标签开发与设计开题报告
主要研究内容
1.基本内容
基于cc1310温湿度标签开发与设计,主要掌握CC1310的使用，实现标签系统低功耗运行，休眠运行功耗低至2μa，并实现采集的温湿度数据进行远距离稳定的传输。编写HTU21温湿度传感器的驱动程序，降低系统功耗，设计通信协议，使用上位机数据进行数据接收和处理。
2.具体要求
1）了解系统功能要求；
2）掌握CC1310的使用；
3）设计和绘制硬件电路；
4）设计编写系统程序；
5）设计和编写通信协议。
开题依据（包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等）
1. 相关研究现状
CC1310是德州仪器CC13xx系列器件中经济高效型、超低功耗、低于1GHz的RF器件，它支持多种物理层速率，范围在625bps~4Mbps之间，这为实现采集温湿度数据并进行远距离稳定传输提供了保障。温湿度标签是一种装有湿敏和热敏元件，能够用来测量温度和湿度的装置，被广泛应用于生产生活的各个领域。它具有体积小、重量轻、量程宽、耗能低、精度高且响应速度快和稳定性好等特点，使它广泛应用于医药、粮仓、科研、国防、气象、科研、环保等各种需要对空气中的温湿度进行检测和控制的领域。 [版权所有：http://DOC163.com]
2.此项研究的理论意义
随着社会经济的发展，温湿度监测系统己经广泛应用于人们的日常生活中。农业生产、
粮食存储、食品储运、高科技研发实验室、博物馆文物、档案管理、建材实验、重要的医疗场所、各企业库房等场合几乎都需要监测空气的温度和湿度。目前我国大多数的温湿度监测系统仍然采用有线传输的方法，而有线传输设备，不仅会因为大量铺设的光纤或者电缆降低了系统的灵活性、可维护性与可扩展性，而且当电源线、控制线和信号线混在一起时，还可能会出现相互之间干扰的现象，尤其是当监测点过多时，不仅成本更高，而且布线会更复杂，有线传输的问题也会随之更严重。因此，建立一个高效的、性价比更高的温湿度监测系统具有重要的意义。
3.学术价值
目前为止，我国的温湿度检测和控制还不普遍，相关研究的热度也不高，这使得温湿度检测的相关论文较少，且大多数的研究文献中，其单片机的选型为51或者52系列单片机，这类型单片机性能已经较为落后。而本文设计的基于CC1310温湿度标签的设计，能够填补温湿度检测这一领域的研究空缺，为今后的研究人员提供更多的理论参考意见。
4.应用前景
随着全国建设智慧城市步伐的推进，低功耗的监测系统显的愈发重要。本文设计的温湿度标签系统能实时、准确地测量并显示各监测点的温湿度，从而使相关工作人员能及时地、有效地采取相关措施，保证各监测点达到监测的目的。该系统的休眠运行功耗低至2μa，低功耗的设计使得该系统运行将不再频繁更换设备，提高了工作效率。温湿度标签监测系统具有广阔的发展前景，在未来的几年，其市场需求将会日益增大，可具体应用在粮食存储、中央机房、温室等环境的温湿度控制，对于智慧城市的建设具有极其重要的作用。
起止时间和进度安排（包括外出调研）
2018年12月10日-----2019年03月10日 查阅相关资料文献，准备开题报告；
2019年03月11日-----开题答辩；
2019年03月12日-----2019年03月31日 设计硬件电路，对各个模块进行设计；
2019年04月01日-----2019年04年30日 制作实物，调试系统；
2019年05月01日-----2019年05月19日 撰写毕业论文，上交论文初稿，修改论文；
2019年05月20日-----毕业答辩。
预期结果及成果形式
1.预期结果
预计按时间计划和目标进度完成温湿度标签的开发与设计。
2.成果形式:
1）根据设计的内容，撰写一篇不少于8000字的毕业论文；
2）设计、实现、开发温湿度标签的实物，能够实地对某一环境的温湿度进行测试。
可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）
1.已具备的条件
1）学校图书馆提供了所需要的相关书籍资料和网络上大量的相关资料；
2）相关的编程软件，配置较高的电脑设备；
3）有专业的相关教师对实验研究进行指导；
4）有一定的语言编程基础。
2.待解决的问题 [资料来源：Doc163.com]
1）HTU21温湿度传感器的使用；
2）LoRa无线通信技术的运用以及通信协议的设计；
3）CC1310模块的使用；
4）如何对数据进行处理和发送。
3.拟采取研究方法
1）文献研究法
在对系统进行设计前，需要查询、收集、浏览温湿度监控系统的文献资料，整理思路，尽可能多的避免测试过程中的错误，详细了解CC1310模块的使用方法后再进行设计。
2）实验法
首先是整体方案的确定，网络资源以及书籍提供了多种设计方案，甄别并且选择成本低，编程思路清晰的方案。对CC1310进行简单的开发来熟悉编程语言，再结合资料整理方案，并进行实验，逐渐深入，完成温湿度标签的开发，最后需要对系统进行实地环境中的测试。
4. 技术路线
2）温湿度传感器的选择
HTU21温湿度传感器不仅输出方式多样化，工作电压范围比较宽，同时具有很高的温度精度和湿度精度。HTU21系列模块专为低功耗小体积应用设计，具有良好的品质、快的响应速度、抗干扰能力强、性价比高等优点，因其体积微小、功耗极低，HTU21温湿度传感器成为了本设计的首选传感器。
3）处理器的选择
CC1310是经济高效型、超低功耗无线MCU中低于1GHz系列的首款器件，它支持多种物理层速率，可以长期工作，实现采集温湿度数据并进行远距离稳定传输。
5. 实验方案
学习和掌握单片机的使用方法和开发时的注意事项，掌握单片机程序编写规则，另外，掌握LoRa通信技术，连接硬件测试是否可以实现，具体实验方案如下：
1）编写可行程序，下载到CC1310中，连接各实物，以便先测试开发板是否可用。
2）根据单片机程序的编写规则书写，编译调试，看程序是否有错，如果有错，查找资料，检查程序。
3）程序编译调试成功后，连接单片机通过端口下载进去，确保成功下载。
4）配置相关的引脚环境，将单片机与传感器相连，实验是否可以达到预期的效果，对结果进行验证，如果实验结果与预期结果有异，分析硬件，检查程序，找出原因，进行改善。
5）完善硬件连接部分，使硬件外观整洁。
主要参考文献
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[资料来源：http://www.doc163.com]