无线温度遥测系统

《无线温度遥测系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、合肥学院第六届电子设计大赛无线温度遥测系统（J题）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1.引言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

2、，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。2总体设计方案论证与比较2.1设计思路基于以上分析，将系统设计为主控机和从机两个部分，并采用模块设计的方案实现系统的各项功能，系统主要由主控制器部分、温度采集部分、无线传输部分和显示部分、人工设置界面，具体的实现方案如系统主框图1所示：图1系统主框图2.2模块方案论证2.2

3、.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，所有数字逻辑第7页共7页合肥学院第六届电子设计大赛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

4、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温度传感器部分温度传感器大致可以分为模拟温度传感器和数字温度传感器两类。模拟温度传感器，其输出的信号通常是电流、电压等线性信号，要通过信号前端调理电路和AD转换电路来实现数字化，才能输入到PIC控制核心来运算。其优点是常用、采购容易、价格低廉，配合不同类型的ADC，可实现不同档次的精度需求。缺点是电路复杂、易受外部干扰、通常要进行硬件或者软件算法的补偿措施。而数字化的温度传感器则是内部集成了传感器、调理电路

5、和AD转换等电路，可直接输出数字信号，也可直接与PIC单片机相连。其优点是直接输出数字信号，省去了信号调理电路、补偿电路和AD电路等。一般的监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种外界干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量的准确度。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/DC。基于以上分析，我们采

6、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靠的传输。在空旷地带，实现可靠通

7、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设置部分第7页共7页合肥学院第六届电子设计大赛设置模块包括：键盘输入设置方式和红外遥控设置方式，两者均可实现上限温度值的设置以及启动和关闭报警器。1、常用于键盘设置模块的选择，有按键式键盘和触摸屏控制器。方案一（按键式输入）：此方法操作简单，而且采用此方式控制，由于键盘

8、的数目少，也不会占用单片机太多的资源，且价格便宜。方案二（触摸屏输入）：通过触摸检测部件检测用户触摸位置，接受触摸信息后送触摸屏控制器，触摸屏控制器将它转换成触点坐标送给CPU，它同时接收CPU发来的命令并加以执行。此方法操作方便，简单，但价格昂贵。经过比较，我们采用三个独立式键盘作为输入