文献一：
基于单总线技术的温湿度传感器研究
摘要： 新型单温湿度传感器DHT11具有体积小，接口简单，响应速度快，性价比高等特点。 本文简要介绍了单总线的概念，阐述了DHT11的基本原理和控制用途。 DHT11的许多优点在自动控制和工业和农业领域具有很高的应用价值。
关键词：单总线; 温湿度传感器;DHT11。
介绍
根据国家中长期科学和技术发展规划（2006-2020），国家将优先发展农业重点领域的精准农业和农业信息化和自动化，物联网将涉及能源，金融，保险系统，运输，跟踪，医疗保健系统和气候系统，基础设施和橡胶林生态系统，包括农业和林业。传统模拟温湿度传感器的测量精度不高，需要复杂的校准和校准，以及信号调理电路和模拟数字转换电路的复杂性，这是非常不方便的。 DHT11是一种温度和湿度复合传感器，是校准的数字信号输出。它是数字模块专用采集技术和温湿度传感器先进技术的应用，具有高可靠性和优异的长期稳定性。
单总线技术概述
单总线（1线）技术是近年来由美国达拉斯半导体公司开发的一种现场总线技术。 与SPI，I2C等标准串行数据通信模式不同，它采用单条信号线传输时钟和数据，节省I / O资源，结构简单，成本低，总线扩展和维护方便等优点得到越来越广泛的应用 在民用电器，工业控制领域。
单总线技术应用于单个主机控制一个或多个从机的系统。 当只有一个主机时，系统可以由单个节点系统操作，当有多个从机时，系统可以由多节点系统操作，主机可以是微控制器，从机可以是单总线设备。 在达拉斯产品中，这种单总线器件具有温度传感器，一线存储器，A / D转换器，可寻址开关等。与其他如并行，串行和专用总线相比，单总线技术的突出特点是地址线 主机控制设备的数据线和控制线合成信号线，信号线与机器设备交换双向数据。 因此在多个控制对象中，系统的布线简单方便，较小硬件的开销需要通过相对复杂的软件设计来补偿。
由于单总线系统仅使用信号线作为总线，为了确保总线上的每个器件能够在不同时间驱动总线驱动器，并有效区分总线上的不同器件。因此，在制作单个总线设备时，它会准备一个唯一的芯片序列号，并通过寻址来识别每个设备。单总线设备采用CMOS技术，其功耗非常小，如果不单独供电，只需使用信号在总线空闲时充电少量电即可工作。 1线总线总是处于高电位，挂在其上的设备必须是漏极开路或三态输出，不会增加总线负载时的负担。单总线数据通常以16.3Kbps的速率通信，在速度模式下，用户可以设置大约100Kbps的传输速率，如果不需要高速，通常用于控制或数据交换系统。单总线技术的效果距离一般达到200m，并允许挂起数百台设备。
温湿度传感器的应用
DHT11数字温湿度传感器是一种带有校准温度和湿度复合传感器的数字信号输出。 它是应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感器技术，确保产品具有高可靠性和出色的长期稳定性。 该传感器包括一个电阻式湿敏元件和一个温度测量元件与NTC连接，并配有一个高性能8位单片机。利用基于CC2530的Zig Bee模块的IO中断，IAR开发环境设计程序来监控 温湿度传感器状态。
硬件接口。 DHT11的电源电压为3 5.5V，上电后传感器在此期间等待1s通过不稳定状态而不发送任何指令。 电源引脚（VDD，GND）可以添加在100n F电容之间，用于去耦。 DATA用于微处理器和DHT11之间的通信和同步，使用单总线数据格式，通信时间约为4ms，数据从整数部分分成小数部分。
软件的设计和实现。 温度和湿度是监测的重要参数，通常需要大量的监测网络或在系统中运行。 无线监控网络由多个分布式无线传感器节点和控制终端组成。 无线传感器节点负责温度和湿度数据采集，然后通过无线网络发送到网络控制终端。
总结
DHT11#39;测量数据的准确性和稳定性。 低价格，小体积，准确稳定的测量数据，简单的单总线控制方式和电路连接，使DHT11具有良好的应用前景。 此外，DHT11具有响应速度快，抗干扰能力强，性价比高等优点，在无线传感器网络节点中的应用，与无线收发芯片相结合，使数据采集节点更加灵活。 因此，基于DHT11的无线传感器网络节点的设计可广泛应用于实验室，工业，农业，环境保护，卫生防疫，储运，博物馆，温室等领域。
文献二：
开发具有多种无线传感器网络设备的自动车窗电机智能控制系统
摘要：本发明系统涉及硬件，固件和软件，以开发具有多种无线传感器网络（WSN）设备的自动窗户电机的智能控制系统，用于健康和环境监测。 通过将WSN微尘实施到可以检测温度，湿度，有毒气体，烟雾或气溶胶等的环境传感器中来改进本发明的各部分。利用嵌入式系统设计，这些传感器能够基于遵循ZigBee协议的ZigBee协议传送WSN信号包。 IEEE 802.14.4标准。 该系统的主要硬件是具有电路设计的窗口电机，通过集成微控制单元（MCU）以及射频（RF）和WSN天线来接收命令。 在嵌入式系统下开发的固件可以桥接硬件和软件来控制指定位置的窗口。 在后端，控制系统软件可以管理各种传感器数据并提供远程监控接口。
关键词：智能控制; 自动窗; 无线传感器网络（WSN）;微控制单元（MCU）。
简介
在新建筑的设计和建造中融入各种先进的能源相关技术，将大大提高建筑的价值。 现有的旧建筑可以通过改善管理和增加相关的节能设备来大大降低能耗。 窗户可以进行大幅翻新，以满足降低能耗的要求，同时保持舒适的建筑; 一套精心设计的窗户可能会因节能而带来可观的利润。 相反，设计不良的窗户将对建筑能耗造成沉重负担。 台湾位于亚热带地区，拥有独特的湿热环境。 因此，如何在不牺牲舒适的室内生活环境的情况下实现室内外空气交换，提高能源效率正成为一个重要的研究课题。
窗帘和窗户玻璃在很大程度上影响窗户的设计和功能。安装合适的窗帘将使房间在冬季保持温暖，在夏季保持凉爽。紧密贴合的窗帘的热量损失将比由密集和重的材料制成的窗帘更有效，但是在冬天保持舒适的室内环境时松散地悬挂。在夏季，窗帘将降低传递到房间的热量。窗帘在减少通过窗户的热传递方面的有效性受到三个因素的影响，即到达窗户玻璃的太阳能辐射，窗帘吸收热量的能力，以及太阳能穿透窗户玻璃和窗帘的数量。除了新的Low-E（低辐射玻璃）玻璃，目前的窗户玻璃可能包括透明玻璃，吸热（染色）玻璃和热反射玻璃。透明玻璃通常具有最低的隔热能力;它可能会对室内温室效应产生不利影响，使室内温度高于室外温度。吸热玻璃是指过度染色的玻璃，通常为棕色或深蓝色。因此，开发智能窗户节能技术和产品目前正在美国，日本和一些国家全力以赴普及然而，台湾人口密集，在有限的土地上;大多数人在封闭的高层建筑中生活或工作，这些建筑需要巨大的空调，以过度的能源消耗为代价，以维持适宜的生活环境。室内空气质量差会严重影响居住者的健康;白领阶层经常出现的常见头晕或嗜睡问题主要是室内二氧化碳浓度过高引起的。因此，本研究的目的是开发一个智能系统，自动调节开窗，以满足保持健康舒适的室内生活环境，同时实现节能的要求。该系统应用无线探测网络，以检测多个环境因素，与环境质量有关，低频电磁波将数据传输到控制系统。因此，系统不会干扰房间设计;它会自动检测房间环境参数，自动调整窗户，实现室内环境质量的有效控制，保护乘客的健康。
自动窗智能控制系统的设计
这项研究的独特之处在于开发了多种无线检测机制，可以自动智能地控制窗口。如图1所示，系统将集成设计中的硬件，固件和软件组合在一起，使用连接到窗口控制的WSN传感器，形成一个自动系统，发送和接收信号，自动调整窗口，以便维持最佳室内质量。所开发系统的独特功能包括：（i）使用标准协议作为ZigBee传输协议，以避免使用电磁波对居住者的长期健康产生不利影响，（ii）由于电源共享而导致的低功耗通过传输和传感器，（iii）可根据各种环境和健康因素考虑调整和集成的各种传感器，（iv）使用无线传输模式发送信号传感器的无线随机跳频通信，使设计受限通过房间空间和设计，（v）自动触发机制，应对各种控制流程，调整传感器阈值的数据传播，启动连杆电机，（vi）通过使用嵌入式系统语言扩展可开发固件以及基于各种需求嵌入式系统设计连接软硬件的数据计算。
该系统使用的主要单位包括：
（i）WSN电机控制单元：集成WSN传感器和运行电机设备的设计能够自动接收无线ZigBee信号，以启动电机，逐步调节窗口开度。
（ii）部署多个无线传感器网络：改进的WSN传感器是一个无线多系统，能够监测影响室内质量和居住者健康的多种环境因素。
（iii）WSN多监控信息控制系统：一种改进的信息收发单元，能够即时分析和传输多个信息包。 它连接到监控信号的数据库，形成一个转发适当信号的阈值，启动滑动电机的连杆。
自动控制系统由三部分组成：硬件，固件和软件。 这三个部分的组成和连接如图2所示，并在以下部分中说明。
硬件设计
系统的硬件包括：（i）带有伸缩杆和控制电机的智能窗，（ii）改造的工业传感器，用于监测环境条件，包括温度，湿度，二氧化碳浓度，颗粒和典型的不健康气体，（ iii）具有无线传感器网络传输的集成系统（WSN Mote），具有致动器单元的改进的具有WSN功能的电动机，以及发送 - 接收单元（WSN Base）。 表1列出了原始工业传感器的硬件信息。此外，自行设计的继电器电路开关与WSN微尘相结合，可连接各种传感器，以便通过符合ZigBee的格式化数据包检测和发送环境信号。 协议。 因此，WSN基站可以通过互联网由远程监控端口控制，而所提出的系统根据阈值处理监控数据库
固件设计
分组传送的过程在传感器和发送-接收单元的嵌入式系统内编码，使得可以通过自组织网络和多跳传送将各种感测信号发送到各种发送 - 接收单元以激活致动器电机。我们遵循先前研究的经验来确定设计过程：（i）对传感器数据的特征进行分类，（ii）过滤可用信号并将分组格式解析为可读电压数据，（iii）将数据转换为物理值，例如浓度或程度，（iv）将感测数据传输到后端的系统服务器，（v）根据表2所示的标准通过HEX串命令控制窗口电机。因此，伸缩杆上的致动器将是在识别命令之后，就会以各种动作激活，例如“停止”，“开始”，“反向”，“最小长度”，“最大长度”和三个“杆位置”。在此，流行的TinyOS嵌入式系统用于固件设计。
软件设计
由于各种环境因素，在信号包和嵌入式系统之间开发的接口与控制标准的阈值协作。该软件能够自动控制，同时将命令包发送到WSN电机的执行器，以逐步打开或关闭智能寡妇功能。一旦系统服务器的接收器获得所感测的数据，后端系统的分析模块将开始评估检测到的数据是否达到标准的阈值。计算将返回如表2所示的运动id，并且相关的HEX串命令立即被发送到致动器以运行可伸展杆的马达。此外，该设计还提供监控数据库备份和远程监控界面，以增强由于可调阈值而导致的控制标准。图3显示了带有执行器单元的改进型电机，该电机集成了WSN微尘和执行器电机。由于控制系统的框图，直接电路（DC）供电以启动运行的电机以移动左窗的杆
这里，定义了框图的组件。（i）脉冲保护单元 - 该电路包含电涌保护器，以避免干扰控制单元的脉冲噪声。（ii）电压控制单元该电路包含电压调节器，以确保WSN微尘的稳定电压输入。（iii）开窗控制单元 - 程序在阈值上提供智能控制命令以驱动电机。（iv）WSN mote-mote遵守WSN传感器的协议，并与服务器端交换WSN数据。（v）电动机运行电动机获得并运行控制指令以移动伸缩杆。 因此，在具有模型 - 视图 - 控制器设计模式的实时环境监控功能（Lin et al 2012）被考虑的情况下，软件系统的原型是通过开源Java技术建立的。
系统评估，测试结果和讨论
由酚醛树脂板制成的两个避难所（图4）在台湾中部受到阳光直射，这是一个被海洋环绕的岛屿，位于亚热带地区。 热传感器放置在内侧和外侧，用于记录温度变化。 2010年8月，每天不同时间记录室内和室外温度，并关闭或打开遮蔽物门窗。 其中一个避难所安装了这个用于自动窗口的智能控制系统。 该设备将根据室内温度，湿度和二氧化碳浓度自动启动。
实验室研究结果表明，当室外相对湿度接近100％且室外温度高于室内温度时，系统不会启动，因此室外湿度和温度不会对室内舒适性产生不利影响。在早上6点左右，室外湿度开始下降，室内温度开始升高，系统自动发出打开窗户的指令。在窗户打开之前和之后，室内湿度几乎保持不变（图5）。然而，室外和室内温度之间的差异随着时间的推移而增加（图6）。中午，窗户完全打开;观察具有开窗的房间的室内温度与具有关闭窗户的房间之间的最大差异。该观察结果表明，打开窗户会降低室内室温。此外，带有开窗的房间的二氧化碳浓度低于封闭窗户的房间（图7）。因此，可以实现所提出的系统的益处。
使用热传感器监测的室内宽敞温度的变化表明，关闭窗户的房间靠近窗户的温度比开窗的房间高2°C。 对于与太阳相反方向的墙壁，温差为3-4℃。 室温分布场显示，窗户关闭时，太阳辐射热不能在室内适当散热; 它累积以升高室温，分别如图8和9所示。 在窗户打开的情况下，热量通过打开的窗户逐渐消散，使室温降低到舒适水平。
结论
本研究采用
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