1. 研究目的与意义
近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统也迅速地得到应用。温度的准确测量在工、矿业等众多领域中非常重要。在工业生产中，我们需要经常对设备的运行状况进行监测来确保设备的安全运行，而对设备的监测通常通过测量其表面的温度来进行，数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。温度采集系统所采集的温度数据通常通过RS485、CAN总线等通信方式传输至上位机，但这种方式维护较困难，不利于工业现场生产，而无线通信GPRS技术传输距离长、通信可靠、稳定，但设计复杂成本昂贵。LoRa技术具有通信距离远、网络结构简单、工作在非授权频段且可以搭建私有网络等特点，更适合于户外的大面积传感器应用的场景中。
本设计主要内容是根据LoRa无线通信技术具有通信距离长、低功耗的特点，设计一种基于LoRa的远程温湿度监测系统，能满足一定灵敏度和准确度的要求，且采用无线数据通信作为传输载体，可应用于蔬菜大棚、生产车间、温室、矿井等场所的温度监测系统，具有一定的现实意义。通过设计，进一步巩固单片机的基本知识，掌握传感器数据采集的实现方法。为今后作相关设计打下基础。
2. 课题关键问题和重难点
本文将研究一种基于LoRa的温湿度监测系统，该系统由单片机、温湿度传感器模块、LoRa通信模块、显示等五部分构成。在此设计系统中，以单片机为控制核心，根据温湿度传感器HTU21D的控制逻辑进行温湿度采集，将收集到的温度量和湿度量转换成电信号传送到单片机中；液晶器件LCD12864的控制逻辑显示采集的温度、湿度；控制单片机的串口并通过串口转LoRa模块实现与上位机的无线通信。
课题难点：
(1) 温湿度电路的设计
3. 国内外研究现状（文献综述）
在20世纪70年代，美国、英国、加拿大等西方发达国家就开始研究温湿度监测技术，并且应用到温室大棚中，并取得了较好的成绩。最开始控制温室的方式是，采用模拟技术对温湿度模块进行监测。随着计算机技术、传感器技术的飞速发展，到20世纪80年代末，对温湿度的监测又出现了新的技术一分布式温湿度控制系统。美国是最先对研究和应用这一技术的国家，在各种各样的环境下，这种温湿度控制系统，可以根据所处环境的变化，从而对温读、湿度、以及光照强度进行监测、调整、控制。随着技术发展的成熟，被广泛的应用到各个领域，有温室、储存库、食品等行业。国际上的该项技术慢慢的由模拟转变为数字，由集成化转变为智能化，网络化。
相对于外国，国内对温湿度监测技术的研究起步较晚，在20世纪80年代的时候，才开始着手研究国外的温湿度监测控制技术，有了一定的理解，再应用于监测我国温室大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等环境的基本因素。随着对传感器研究的加深，到90年代，我国能够利用传感器技术来监测环境的温湿度，但是存在着精度差、抗干扰能力差、稳定性差等一些缺点，在技术上，还需要一定的改进。
随着近年来我国电子技术与无线通信技术的快速发展，远距离数据传输被应用到众多领域中，在温湿度监测中，目前采用的通信技术主要有RS485、ZigBee、LoRa等。其中，LoRa是一种新型无线通信技术。传统温湿度监测系统存在大量电缆铺设、电缆暴露、通信线路过长等问题，因而导致组网时费时费电、抗干扰能力弱及开发困难，无法满足各行各业如今对环境温湿度的需求。而LoRa在相同的功耗下比其它无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，在同样的功耗下比传统的无线通信射频通信距离扩大3-5倍，在温湿度监测中拥有着明显优势。若是将LoRa技术应用到温湿度监测系统中，可实现环境温湿度的远程监测与管理，避免布线难题，在节省大量的人力物力资源的同时，方便环境温湿度的智能化管理。
4. 研究方案
1.设计方案
根据任务和实际要求，该总体方案主要有单片机、温湿度传感器模块、LoRa通信模块、显示模块、电源模块等五部分构成。系统构成框图1所示。
5. 工作计划
第 1 周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料；
第 2 周：阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；
第 3 周：确定传感器、显示电路等，参阅有关资料，分析信号调理电路工作原理；
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