论文总字数：21825字

摘 要

随着人们的生活质量不断提高，健康安全越来越受到人们的关注。而预防紫外线过量照射也成为人们越来越重视的一个方面，人们开始警惕紫外线可能会引发的皮肤疾病。因此精确测量紫外线强度的技术得到了快速的发展，研究紫外线技术也变得更加具有意义。

本设计的系统分为两个部分，为数据采集端和上位机端。我负责数据采集端，而另一个同学负责上位机端。数据采集端的设计是基于STC12C5A60S2单片机，通过紫外线传感器收集紫外线强度，然后由nRF24L01无线传输模块将数据发送给上位机端。上位机端在接收到数据后，将数据显示在Qt界面中，实现存储和查阅，并且能实时绘制图表，让数据更加直观的显示出来。本次设计要求的无线传输距离为100米，测量的紫外线强度是严格按照世界卫生组织划分的标准，为0-15。

本次设计的紫外线指数测试及无线传输系统经过了软硬件验收，且能完成预期的所有功能。

关键词：STC12C5A60S2单片机 紫外线传感器 紫外线指数 nRF24L01

UV Index Test and Wireless Transmission System

Abstract

As the quality of people’s life continues to improve, people pay more and more attention to safety and health. Preventing excessive UV exposure has also become an aspect of people’s concerns. People are wary of skin diseases that may be caused by ultraviolet rays. Therefore, the technology for accurately measuring the intensity of ultraviolet light has been rapidly developed, and the research on ultraviolet technology has become more meaningful.

The system of this design is divided into two parts, which are the data collection end and the upper machine end. I am in charge of the data collection side, another collaborator is responsible for the upper machine side.. The data acquisition end is designed based on STC12C5A60S2 single-chip microcomputer. The UV intensity is collected by UV sensor, and then the data is sent to the upper computer end by the nrf24l01 wireless transmission module. After receiving the data, the data is displayed into the Qt interface for storage and review, and the chart can be drawn in real time to make the data more intuitive. The wireless transmission distance required by this design is 100 meters, and the measured ultraviolet intensity is strictly in accordance with the standards of the World Health Organization, which is 0-15.

The UV index test and wireless transmission system of this design have passed the software and hardware acceptance and can complete all the functions expected.

Key Words：STC12C5A60S2SCM; Ultraviolet sensor; UV index; nRF24L01

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 课题研究内容及要求 3

第二章 系统总体方案设计 3

2.1 系统总体设计思路 5

2.2 数据采集端系统设计 5

2.3 上位机端系统设计介绍 6

第三章 系统硬件选择 8

3.1 单片机选择 8

3.2 传感器选择 12

3.3 无线传输模块选择 14

第四章 硬件电路设计 16

4.1 单片机最小系统 17

4.1.1 复位电路 17

4.1.2 晶振电路 18

4.2 系统供电电路 19

4.3 传感器接口电路 20

4.4 无线传输模块接口电路 21

第五章 系统软件设计 24

5.1 Keil C51 uVision4开发环境 24

5.1.1 Keil C51 uVision4软件介绍 24

5.1.2 Keil C51工程应用创建 24

5.2 主程序设计 27

5.2.1 数据采集端程序设计 27

5.2.2 上位机端程序介绍 29

第六章 软硬件调试及接口分析 30

6.1 系统调试 30

6.1.1 硬件调试 30

6.1.2 软件调试 30

6.1.3 软硬件联调 31

6.2 与上位机端应答过程调试 32

6.3 结果分析 33

总结与展望 34

参考文献 35

致谢 37

附录一 原理图 38

附录二 硬件PCB图 39

附录三 元器件清单 40

附录四 实物图 41

附录五 源程序清单 42

绪论

本章概述课题的研究背景和研究的意义，对国内外的研究现状进行分析，并介绍本课题的主要研究内容及要求。

课题研究背景及意义

近年来，由于平流层臭氧遭到日趋严重的破坏，地面接受的紫外线辐射量增多，引起人们广泛的关注^[1]。

当皮肤受到紫外线的照射时，人体表皮层中的黑色素细胞开始产生黑色素来吸收紫外线，以防止皮肤受到伤害^{[2] [3]}。长时间照射的话，人体皮肤就会出现变黑的现象，且这种晒黑痕迹是永久性的。

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