無線溫度遙測系統(tǒng)1

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1、HefeiUniversity2015年合肥學(xué)院電子設(shè)計競賽項目報告項目名稱：無線溫度遙測作者姓名：作者姓名：作者姓名：2015年3月16號摘要基于對遠(yuǎn)方環(huán)境溫度探測設(shè)計的無線溫度遙測系統(tǒng)。本系統(tǒng)由控制器部分、溫度采集部分、無線傳輸部分、設(shè)置部分、存儲部分、報警部分和顯示部分組成，設(shè)計以單片機(jī)AT89S52為主控核心器件，采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)時采集溫度并通過無線傳輸芯片nRF24L01將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)測終端，同時終端存儲并實(shí)時顯示當(dāng)前的溫度信息。關(guān)鍵詞：溫度遙測無線傳輸紅外遙控實(shí)時采集目錄一、引

2、言1二、總體設(shè)計方案論證與比較12.1設(shè)計思路12.2模塊方案論證12.2.1控制部分選擇12.2.2溫度傳感器部分22.2.3無線發(fā)送/接收部分22.2.4溫度上限聲光報警模塊22.2.5顯示部分3三、系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)33.1單元電路的設(shè)計33.1.1溫度采集電路33.1.2無線傳輸芯片nRF24L01及其外圍電路43.1.3紅外遙控外圍電路53.1.4存儲部分53.1.5電源部分53.2系統(tǒng)軟件設(shè)計63.2.1主程序流程圖63.2.2子流程圖程序7四、器材選擇方案7五、電路原理圖8六、總結(jié)9參考文獻(xiàn)9附錄10一、引言

3、通過對賽題的分析和本組成員的討論，所要設(shè)計的無線溫度遙測系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）在五米以外的地點(diǎn)，通過溫度傳感器采集溫度，單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理后經(jīng)無線發(fā)射模塊將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測終端。（2）接收模塊接收、解調(diào)出無線數(shù)據(jù)，經(jīng)單片機(jī)對接收到得溫度信息進(jìn)行處理并通過LCD液晶屏實(shí)時顯示。（3）監(jiān)測終端有友好人機(jī)界面，方便對各監(jiān)測點(diǎn)上限溫度設(shè)置和關(guān)閉聲光報警等操作。二、總體設(shè)計方案論證與比較2.1設(shè)計思路基于以上分析，將系統(tǒng)設(shè)計為溫度檢測模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、無線發(fā)射與接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示與溫度上限報警模塊具體的實(shí)現(xiàn)

4、方案如系統(tǒng)主框圖1所示：無線發(fā)送電路溫度數(shù)據(jù)發(fā)生器接收數(shù)據(jù)信號識別數(shù)據(jù)存儲顯示及上限報警無線接收電路圖1系統(tǒng)主框圖2.2模塊方案論證2.2.1控制部分選擇方案一：采用FPGA作為系統(tǒng)的控制器。FPGA可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能，所有數(shù)字邏輯器件集中在一塊芯片上，體積小，穩(wěn)定度高。同時，F(xiàn)PGA可用EDA軟件仿真調(diào)試，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。但FPGA引腳較多，布線復(fù)雜，成本偏高，結(jié)合分析本系統(tǒng)要求如果采用FPGA作為控制器利用率不高，造成資源浪費(fèi)。方案二：采用單片機(jī)作為控制器。單片機(jī)使用簡單，軟件編程靈活。選用Atmel第1

5、0頁公司AT89S52做為主控制器件。AT89S52的主要性能參數(shù)：低功耗、高性能CMOS8位微控制器，32個可編程I/O口，三個十六位定時、計數(shù)器，八個中斷源等。足夠滿足本系統(tǒng)要求，而且價格低廉。經(jīng)比較，此系統(tǒng)采用方案二。2.2.2溫度傳感器部分方案一：使用熱電偶溫度傳感器。它測量精度高（熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質(zhì)的影響），測量范圍廣（常用的熱電偶從-50~+1600℃均可連續(xù)測量)。在使用時，它能將溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電勢信號,通過電氣測量儀表的配合,就能測量出被測的溫度。方案二：使用數(shù)字型DS18B20溫

6、度傳感器。它是單線接口方式，在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；測溫范圍－55℃～＋125℃，在10---50°C范圍內(nèi)精度高達(dá)0.1°C；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上；且在使用中不需要任何外圍元件。DS18B20“一線總線”數(shù)字化溫度傳感器”在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。測溫范圍－55℃～＋125℃，溫度傳感器可編程的分辨率為9~12位。支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，在使用中不需要任何外圍元件，工作電源:3~5V/

7、DC?；谝陨戏治觯覀儾捎梅奖銓?shí)用的數(shù)字溫度傳感器DS18B20。2.2.3無線發(fā)送/接收部分本模塊采用了Nordic公司nRF24L01高速無線收發(fā)芯片設(shè)計了無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，設(shè)工作于PC串口等多種模式下。它是一款單片射頻收發(fā)芯片，工作于2.4~2.5GHzISM波段，芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制解調(diào)器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行設(shè)置。芯片能耗非常低，支持多種低功率工作模式，節(jié)能設(shè)計很方便。當(dāng)射頻通信的速率為1Mb／s、250kb／s時，在實(shí)驗室條件下，10m之內(nèi)可以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可

8、靠的傳輸。在空曠地帶，實(shí)現(xiàn)可靠通信的距離可達(dá)到40m。因此適用于多種無線通信場合。nRF24L01芯片有四種工作模式，分別為收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。本系統(tǒng)采用nRF24L01芯片，主要使其工作于收發(fā)模式，與從機(jī)控制模塊配合工作，以完成對溫度數(shù)據(jù)信號的發(fā)送、接收功能。2.2.4溫度上限聲光報警模塊聲音報警我們選擇蜂鳴