基于物联网的智能天气识别系统设计

郑博培，李 媛

（北京联合大学 机器人学院，北京 100020）

0 引 言

随着经济快速发展，国内智能家电使用量不断增加[1]。但目前智能家电的数据（天气数据等）获取形式较为单一[2]，均通过网络获取。鉴于地域天气多变且范围广[3]，网络数据存在精度不高的缺陷。基于此，本文设计了基于物联网的智能天气识别系统，可获取当前小范围地区较精确的天气信息，并提高智能家电决策效果，降低数据请求成本，更好服务于用户。

1 系统结构

智能天气识别系统包括温湿度数据采集系统、无线传输系统、上位机数据处理系统。

1.1 温湿度数据采集系统

温湿度数据采集系统由DS18B20测温模块、DHT11湿度采集模块组成。温湿度传感器连接Arduino UNO开发板的数字量和模拟量输入端口。Arduino UNO是一款基于ATmega328P的微控制器开发板[4-5]，拥有14个数字输入/输出引脚（其中6个可用作PWM输出），6个模拟输入引脚，及16 MHz晶振时钟、USB接口、电源插孔、ICSP接头和复位按钮。

DS18B20测温模块[6]的测温原理如图1所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响较小，所产生的固定频率脉冲信号输送到减法计数器；高温度系数晶振的振荡频率受温度影响变化较大，所产生的信号作为减法计数器的脉冲输入。此外，图中还隐含有计数门，当计数门打开时，DS18B20会对低温度系数振荡器产生的固定频率脉冲进行计数，完成温度测量。

DHT11的核心部件是湿敏电阻。当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，DHT11的电子元件电阻率和电阻值发生变化，利用这一特性即可测量湿度。……