基于nRF24L01的多点无线环境监测系统的设计

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1、第23卷第5期电子设计工程2015年3月Vol.23No.5ElectronicDesignEngineeringMar.2015基于nRF24L01的多点无线环境监测系统的设计唐先登，杨经国，李贺威，陈劲松（湖北汽车工业学院电气与信息工程学院，湖北十堰442002）摘要：介绍了一种由nRF24L01型无线数字传输器和超低功耗MSP430F149单片机的无线数据采集与通信系统。给出了硬件接口电路和软件设计要点，详细阐述了无线数字传输器nRF24L01的一种经典的运用.样机实验证明该系统工作稳定、

2、功耗低、传输速度快，能实现可靠的无线环境数据监测。关键词：nRF24L01；MSP430F149；低功耗；无线通信中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1674－6236（2015）05-0081-03DOI:10.14022/j.cnki.dzsjgc.2015.05.025DesignofmultipointwirelessenvironmentmonitoringsystembasedonnRF24L01TANGXian-deng，YANGJing-guo，LIHe-wei，CHE

3、NJin-song（SchoolofElectrical&InformationEngineering，HubeiUniversityofAutomotiveTechnology，Shiyan442002，China）Abstract:ThispaperintroducesawirelessnetworkcommunicationsystembasedonnRF24L01wirelesstransmitterandMSP430Ultra-lowpowerMicrocontroller.Theha

4、rdwaredesignandthekeypointofsoftwaredevelopmentareexplainedandtheuseofaclassicalthewirelessdigitaltransmissiondevicenRF24L01areexpounded.Theprototypeexperimentalresultsshowthatthesystemcanrealizereliablewirelessdatamonitoringwithhigh-speedandlowpower

5、consumption.Keywords:nRF24L01；MSP430F149；lowpowerconsumption；wirelesscommunication作为信息领域的一项新技术，无线数据监测网络解决了传统有线数据监测与传输在多点测量及特殊环境下布线复杂困难且功耗高等问题，在工农业及军事等通信领域正得到广泛应用。本文设计的基于nRF24L01的多点无线环境监测系统采用超低功耗单片机MSP430F149做主控，采用高速无线收发器nRF24L01进行多点组网，实现了多个节点的多个环境数据的

6、采集与监测，并运用超低功耗短时突发式无线发射技术、低功耗休眠机制结合太阳能电池供电技术，从而大图1系统总体结构图大降低了系统功耗，解决了系统长期自持的耗能量供应问Fig.1Totalstructurechartofsystem题，提高了系统使用的灵活性，且各节点互不影响，容易扩在LCD屏上显示编号和相应数据并通过串口通信将数据反展，便于维护，节约了成本[2]。基于此本系统可广泛应用于城馈给监测终端。从站给主站发送数据采用循环轮换方式，依市交通路口监测车辆尾气指标或用于工农业环境气象监测。次将采集

7、到的数据发给主站，主站能够显示所有监测节点的所有数据。异常情况下，主站可通过预置编号控制nRF24L011系统总体设计发送控制命令针对一个从站实时监控。系统总体结构如图1所示，采用主从拓扑结构，以适用2硬件电路设计多节点的数据采集与无线通信。系统主控MCU采用TI公司的低功耗单片机硬件系统包括电源供电模块、数据采集模块、nRF24L01MSP430F149，从站配传感器等数据采集模、LCD显示模块、无线收发模块及控制显示模块；本文以环境温度为例对主要nRF24L01无线通信模块和电源模块，并预编

8、号，传感器采集的硬件电路进行说明。到的数据通过单片机处理后在LCD液晶屏显示并连同本站2.1电源电路设计编号由nRF24L01发送给主站；主站的nRF24L01接收到从主站采用固定稳压电源供电，从机采用太阳能电池板和锂站发来的数据后通过SPI总线将数据传给MCU判断其编号电池供电，强光照环境下由太阳能电池板产生电能供给系统用电，夜晚和弱光条件下由锂电池供电，以期达到最低功耗。收稿日期：2014-05-04稿件编号：201405007基金项目：湖北汽车工业学院大学生创新性实验项目（SJ201329