无线温度遥测系统(解光飞 李群 刘畅)

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1、合肥学院第七届电子设计竞赛-18-合肥学院第七届电子设计竞赛目录摘要：-2-1引言-3-2系统设计-3-2.1总体设计方案-3-2.1.1设计思路-3-2.1.2方案论证与选择-4-2.1.3方案组成-6-3设计实现-7-3.1系统硬件电路设计-7-3.1.1温度数据发射电路-7-3.1.2温度数据接收电路-8-3.1.3温度数据测量电路-8-3.2系统软件设计-11-3.3电路总图-12-参考文献-13-附录-14--18-合肥学院第七届电子设计竞赛无线温度遥测系统（C题）学号姓名班级联系方式0905071009解光飞（队长）09电子（1）班136456

2、072450905071032李群09电子（1）班138661805930905071026刘畅09电子（1）班15209880255摘要：本设计以单片机STC89C52为控制核心，基于温度传感器DS18B20C采用单总线协议、直接将被测环境的温度转化成数字信号的特点，实现了环境温度的实时监测和无线传输数据、显示测温点数据及声光上限报警。整个系统由温度数据采集模块、数据发射模块、数据接收模块、LCD显示模块、声光上限报警模块等若干部分组成。完成了实时监测环境温遥测的基本要求部分的全部功能指标和发挥部分中绝大部分的功能指标。关键词：STC89C51数字温度传

3、感器NRF24L01LED显示1引言数字化温度传感器DS18B20直接将环境的温度信号转变为数字信号，以数码管方式串行输出，当其与无线发射芯片NRF24L01相互传输数据，且NRF24L01将数据以无线电磁波的形式发送出去，接受模块则将数据传送给单片机处理。则从被测的环境温度就可以精确地计算出来。本系统正是基于此原理完成具有实时温度检测的无线温度遥测系统的设计。根据分析，其基本要求有：（1）测温范围：10°C~65°C，误差<0.5°C；（2）显示位数为3位，分辨率为0.1°C；（3）测温点到接受点距离要求>2米；（4）可以设置温度上限报警；（5）接收点显

4、示测温点数据及声光上限报警信号；发挥部分的要求有:（1）遥测距离>5米；（2）误差<0.2°C，具有温度补偿功能；-18-合肥学院第七届电子设计竞赛（3）具有特色与创新；（4）测量温度速率小于1秒；（5）多路测量；本设计的难点在于温度的采集和被测环境温度数据的发射、接受与处理上，只有这样才能对环境温度进行实时的准确测量。2系统设计2.1总体设计方案2.1.1设计思路为了实现无线温度的遥测，则该系统中需要包含温度测量模块、数据预处理模块、无线发射与接收模块、数据处理模块、数据显示与报警模块。各个模块的组合如下图所示：温度测量数据预处理无线发射无线接收数据处理

5、数据显示声光报警图2-1数据发射与接收2.1.2方案论证与选择1、测量温度传感器选择方案一：使用热电偶温度传感器。它测量精度高（热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响），测量范围广（常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量)。在使用时，它能将温度信号转换成热电势信号,通过电气测量仪表的配合,就能测量出被测的温度。方案二：使用数字型DS18B20温度传感器。它是单线接口方式，-18-合肥学院第七届电子设计竞赛在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；测温范围－55℃～＋125℃，在10---50°C范围内精度高达

6、0.1°C；支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上；且在使用中不需要任何外围元件。基于以上的分析和题目的要求，我们选择方案二。2、无线数据传输方案在本套系统中，要求的传输距离至少要大于2m，最好能大于5m，传输速率至少要在每秒1KB以上。目前的近距离数据传输模块主要分为红外线传输。方案一：红外线传输。它通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线的数据收发；传输距离会受到方向性和外界光的干扰,一般为3-5m；由于它是直线传输，所以对接收器的方向要求很高（30度以内），不能实现任意角度的接收。方案二：利用pt2262、pt2272编码

7、解码芯片配合315mhz无线收发模块。此方案中，无线信号的发射距离可以达到50m以上，数据传输速率可以达到每秒5KB以上。由单片机经过预处理后的温度数据可以直接传输给pt2262的数据输入端，经过编码后，由315mhz的无线信号发射；信号接收后，由pt2272进行解码，经过解码的温度数据又可以直接传输给单片机。此方案的结构较为简单，成本比较低。结构图如下所示：PT2262编码315mhz发射模块315mhz接收芯片Pt2272解码图2-2PT2262工作原理方案三：本方案使用射频收发芯片nrf2401来实现数据的无线传输，其工作于2.4～2.5GHzISM

8、频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块