基于fr2401无线环境监测系统设计

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1、摘要为了提高环境参数采集的自动化水平,提升效率,设计了无线传感器系统。本系统运用了传感器技术、通信技术和单片机技术,实现了对环境温度、湿度、光照度以及可燃性气体浓度等参数的检测。它能够实时地与上位机进行无线通信,满足对环境参数实时监测的要求。传感器技术与通信技术、计算机技术相结合构成的智能传感器以其较高的精度、良好的可靠性、功能的多样性等特点在过程控制以及信号监测中得到人们的关注,已成为当今国内外研究的一大热点。本文设计了一种用于对环境信息进行实时监测的无线传感器系统,在实际应用中能够对环境参数进行准确的测量并可靠传输

2、,体现了传感器系统数字化、智能化、无线化的优点。该系统以RF2401通信芯片为核心,配置新式的微型低功耗传感器,可实时地对所测环境的温度、湿度、光照强度、有害气体浓度等参数进行测量处理。采用多节点采集无线传输功能,避免了布线的烦琐,该系统结构简单，可靠，功耗较低，成本低，是一种无线传感器的解决方案。关键字:RF2401芯片;温度;湿度;光照强度一、主要芯片介绍和系统模块硬件设计本系统的设计采用了DODIC公司推出的RF2401通信芯片，由AT89C52单片机控制实现短距离无线数据通信。该接口设计具有成本低、传输速率高、

3、软件设计简单以及通信稳定可靠等特点。整个系统有发送和接收二部分，通过RF2401无线数据通信收发模块来实现无线数据传输。发送部分以单片机AT89C52为核心，使用DHT11温湿度传感器实时采集温度和湿度并通过RF2401将采集的温度无线传送给接收部分，然后在LCD1602上显示，并通过串口发送到单片机上显示，通过蜂鸣器实现对温度过高或过低进行报警。1.调制解调调制解调方式数字通信中常用的调制方式有ASKFSKPSK等。由于探测节点由电池供电，而ASK或PSK调制解调方式需要的供电电压和功耗较高、所以我们选用功耗低且

4、易于实现的GFSK调制解调方式，使用RF2401通信模块。2.AT89S52AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和256字节的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（W

5、DT）电路，片内时钟振荡器。引脚图如图:图2.1单片机管脚图此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。（1）主要功能特性:·兼容MCS-51指令系统·8k可反复擦写(>1000次）ISPFlashROM·32个双向I/O口·4.5-5.5V工作电压·

6、2个16位可编程定时/计数器·时钟频率0-33MHz·全双工UART串行中断口线·256x8bit内部RAM·2个外部中断源·低功耗空闲和省电模式·中断唤醒省电模式·3级加密位·看门狗（WDT）电路·软件设置空闲和省电功能·灵活的ISP字节和分页编程·双数据寄存器指针（2）AT89S52单片机引脚介绍:引脚如图2.1所示，以下是各引脚的说明。VCC：AT89S52电源正端输入，接+5V。VSS：电源地端。XTAL1：单芯片系统时钟的反向放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反向放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和

7、XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统皆可以工作了，此外可以在两个引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。RESET：AT89S52的重置引脚，高电平工作，当要对晶片重置时，只要对此引脚点评提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp：“EA”为英文“ExternalAccess”的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当引脚为低

8、电平后，系统会调用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果使用8751内部程序空间时，引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。PORT0（P0.0―P0.7）：端口