基于nRF24L01的无线温度监测系统设计-论文.pdf

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1、Science&Technology"Vision科技视界科技·探索·争鸣基于nRF24L01的无线温度监测系统设计姜心蕊王泽路王嘉炜李志伟程晓涵(中国矿业大学(北京>机电与信息工程学院，中国北京100083)【摘要】本文介绍了一种基于nRF24L01芯片的无线温度监测系统，系统由分站PTIO0温度传感器采集温度，经数据处理后通过无线芯片传送主站实现温度监测。该系统可实现多节点、宽范围测温，可靠性高、安全性好、安装灵活，对温度的测量具有一定意义。【关键词】测温系统；nRF24LO1；STC89C52Designof

2、WirelessTemperatureMonitoringSystemBasedonnRF24L01JIANGXin-ruiWANGZe-luW_ANGJia—weiLIZbi-weiCHENGXiao-han(SchoolofMechanicalElectronicandInformationEngineeringofCUMTB，Beijing100083，China)【Abstract】AwirelesstemperaturemonitoringsystembasedonnRF24L01isdesigned．T

3、hesystemUSeSPT100ofthesubstationstocollectthetemperature．Afterdataprocessing，thetemperaturedataistransmittedtothemasterstationthroughthewirelesschiptorealizetemperaturemonitoring．rhissystemhastheadvantagesofmulti-node，widerangetemperaturemeasurement，highreliab

4、ility，goodsafetyandeasyinstallation，whichhascertainsi~ificaneetotemperaturemeasurement．【KeywordslTemperaturemonitoring；NRF24LO1：STC89C520引言引脚与电源、地和单片机的P1．2～P1．7引脚相连即可实现通信的控制由于芯片供电电压范围为1．9～3．6v．而单片机供电电压为5V，为温度．作为日常生活和工业控制中的一种重要参数，其测量尤为了让芯片正常工作需进行电平转换H选用电压转换芯片LM

5、I117～3．3重要。在一些特殊测温场合中，存在测点距离远、布线困难、电磁干扰将5v转换为3．3vcE选择RX、Tx模式：IRQ低电平使能可屏蔽中等问题本文设计了一种以短距离无线通信系统为核心的温度监测系断：CSN低电平使能SPI片选信号：MOSI和MISO分别为SPI数据输统，具有温度监测范围大、可靠性高、安全性好、安装灵活等特点。可用入和输出脚：SCK为SPI时钟。编程时。通过对这6个引脚配置和赋于煤矿井下1系统整体结构测温系统的整体结构如图1所示温度监测系统由四个分站和一个主站组成。分站进行采集温度、实时显示

6、并上传主站：主站进行实时显示分站上传的温度数据、设置报警上下限并进行超限报警。系统工作原理是：温度传感器将被测液体温度变化转化为电阻的变化．经过桥式电路转换为电压变化．输入放大器放大．通过模数转换后输入单片机。液晶屏对温度进行实时动态显示。分站和主站通信采用无线芯片nRF24L01．主站显示报警上下限和四路分站上传的温度数据．通过按键修改上下限．当任一路或几路温度超限．相应的蜂鸣器响并且LED灯亮进行报警2硬件电路设计r一2．1无线通信模块nRF24L01是一款工作在2．4～2．5GHz世界王卫通用ISM频段的单片

7、无线收发器芯片l】】内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功图2无线模块电路能模块．并融合了增强型Sh。ckBrst技术——接收方接收到数据后自动发射应答信号，发送方若收不到应答信号则值．进行发射和接收数据通过重新发送将丢失的数据恢复，使得系统整体性能和效率提高[31。并2_2分站设计且芯片的SPI接口可用单片机I／O口进行模拟．内部FIFO适合各种温度采集模块硬件电路设计如图3．温度传感器采用铂热电阻速度CPU接口，便于使用低成本51单片机．输出功率和通信频道可PTIO0．被测对象温度变化在O至100摄

8、氏度在此温度区间内最大线通过SPI接口进行配置。性偏差不超过0．5摄氏度．电阻随温度变化关系近似看作线性，且采用三线制接法消除导线引起的电阻误差系统采用桥式电路将变化的电阻信号转换为电压信号．为了避免电压波动导致运放输出信号变化．给电桥正电源接TIA31稳压芯片．使测温结果更准确，减小波动。在桥式电路中．R1=R2=2KII．设定可变电阻器VR2=10Ofl