无线温度遥测系统1

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1、HefeiUniversity2015年合肥学院电子设计竞赛项目报告项目名称：无线温度遥测作者姓名：作者姓名：作者姓名：2015年3月16号摘要基于对远方环境温度探测设计的无线温度遥测系统。本系统由控制器部分、温度采集部分、无线传输部分、设置部分、存储部分、报警部分和显示部分组成，设计以单片机AT89S52为主控核心器件，采用DS18B20数字温度传感器实时采集温度并通过无线传输芯片nRF24L01将采集到的温度数据发送给监测终端，同时终端存储并实时显示当前的温度信息。关键词：温度遥测无线传输红外遥控实时采集目录一、引

2、言1二、总体设计方案论证与比较12.1设计思路12.2模块方案论证12.2.1控制部分选择12.2.2温度传感器部分22.2.3无线发送/接收部分22.2.4温度上限声光报警模块22.2.5显示部分3三、系统设计与实现33.1单元电路的设计33.1.1温度采集电路33.1.2无线传输芯片nRF24L01及其外围电路43.1.3红外遥控外围电路53.1.4存储部分53.1.5电源部分53.2系统软件设计63.2.1主程序流程图63.2.2子流程图程序7四、器材选择方案7五、电路原理图8六、总结9参考文献9附录10一、引言

3、通过对赛题的分析和本组成员的讨论，所要设计的无线温度遥测系统应实现以下功能：（1）在五米以外的地点，通过温度传感器采集温度，单片机将数据处理后经无线发射模块将温度数据发送到监测终端。（2）接收模块接收、解调出无线数据，经单片机对接收到得温度信息进行处理并通过LCD液晶屏实时显示。（3）监测终端有友好人机界面，方便对各监测点上限温度设置和关闭声光报警等操作。二、总体设计方案论证与比较2.1设计思路基于以上分析，将系统设计为温度检测模块、数据预处理模块、无线发射与接收模块、数据处理模块、数据显示与温度上限报警模块具体的实现

4、方案如系统主框图1所示：无线发送电路温度数据发生器接收数据信号识别数据存储显示及上限报警无线接收电路图1系统主框图2.2模块方案论证2.2.1控制部分选择方案一：采用FPGA作为系统的控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能，所有数字逻辑器件集中在一块芯片上，体积小，稳定度高。同时，FPGA可用EDA软件仿真调试，易于进行功能扩展。但FPGA引脚较多，布线复杂，成本偏高，结合分析本系统要求如果采用FPGA作为控制器利用率不高，造成资源浪费。方案二：采用单片机作为控制器。单片机使用简单，软件编程灵活。选用Atmel第1

5、0页公司AT89S52做为主控制器件。AT89S52的主要性能参数：低功耗、高性能CMOS8位微控制器，32个可编程I/O口，三个十六位定时、计数器，八个中断源等。足够满足本系统要求，而且价格低廉。经比较，此系统采用方案二。2.2.2温度传感器部分方案一：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

6、度传感器。它是单线接口方式，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。DS18B20“一线总线”数字化温度传感器”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℃，温度传感器可编程的分辨率为9~12位。支持多点组网功能，在使用中不需要任何外围元件，工作电源:3~5V/

7、DC。基于以上分析，我们采用方便实用的数字温度传感器DS18B20。2.2.3无线发送/接收部分本模块采用了Nordic公司nRF24L01高速无线收发芯片设计了无线数据传输的，设工作于PC串口等多种模式下。它是一款单片射频收发芯片，工作于2.4~2.5GHzISM波段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制解调器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行设置。芯片能耗非常低，支持多种低功率工作模式，节能设计很方便。当射频通信的速率为1Mb／s、250kb／s时，在实验室条件下，10m之内可以保证数据准确可

8、靠的传输。在空旷地带，实现可靠通信的距离可达到40m。因此适用于多种无线通信场合。nRF24L01芯片有四种工作模式，分别为收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。本系统采用nRF24L01芯片，主要使其工作于收发模式，与从机控制模块配合工作，以完成对温度数据信号的发送、接收功能。2.2.4温度上限声光报警模块声音报警我们选择蜂鸣