基于nrf24l01的远程温度检测系统论文

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1、基于nRF24L01的远程温度检测系统论文目录第1章绪论11.1课题的背景与意义11.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果21.3对设计任务的分析21.4预期结果31.5论文的结构安排3第2章　主控芯片及编程环境的介绍52.1MSP430简介52.2IAR开发软件72.3本章小结8第3章硬件系统的设计与实现93.1温度采集模块93.1.1DS18B20的管脚配置和内部结构103.1.2单总线介绍113.1.3DS18B20的工作原理123.2无线收发模块143.2.1nRF24L01概述153.2.2引脚功能及描述163.2.3工

2、作模式173.2.4工作原理173.2.5配置字193.3LED显示模块193.3.1数码管选择1923.3.2驱动电路选择203.4主控制模块(Msp430f149最小系统)213.4.1下载电路213.4.2电源电路设计233.4.3复位电路253.4.4晶振电路253.5引脚分配263.5.1发射部分263.5.2接收部分273.6本章小结28第4章软件系统的设计与实现304.1分部分软件设计304.1.1温度检测304.1.2无线发射模块软件设计314.1.3无线接收模块软件设计324.1.4显示模块软件设计334.2软件的总体

3、设计334.2.1发送部分334.2.2接收部分344.3本章小结35第5章系统的调试及实验结果365.1调试步骤365.2实验结果365.3本章小结38结论39参考文献41致谢422附录432第1章绪论1.1课题的背景与意义随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。由于厂房大、需要传输数据多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多

4、很长的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或无法铺设电缆时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据采集。在农业生产上，不论是温室大棚的温度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法，工作量大，可靠性差。而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多，传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量精确，简便易行。在日常生活中，随着人们生活水平的提高，居住条件也逐渐变得智能化。如今很多家庭都会安

5、装室内温度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作，自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。50以上只是简单列举几个现实的例子，在现实生活中，这种无线温度采集系统已经被成功应用于工农业、环境监测、军事国防、机器人控制等许多重要领域，而且类似于这种温度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据通信，这样的研究也变得更加有意义了[1

6、]。1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果在2.4GHz非授权频段上,目前已经云集了蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等多个标准无线协议。，具有带宽高（2Mbps），双向传输，抗干扰性强，传输距离远（短距离无线技术范围），耗电少的优点，用于无线键鼠等室内场合。Nordic公司等公司已成功推出nRF24L01芯片，2.4G全球开发ISM频段免许可证使用。同时许多公司也相继推出基于nRF24L01的无线传输模块。nRF24.L01模块是一款新型单片射频收发器件,工作于2.4GHz～2.5GHzISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体

7、振荡器、调制器等功能模块,并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时，工作电流也只有9mA;接收时，工作电流只有12.3mA，多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。至此这种基于此频段的通信方式已日渐趋向成熟[2]。同样随着传感器及电子电路的发展，集成的温度检测器件的完善性及集成性也得到了大大的提高。类似美国DALLAS公司推出的数字测温芯片DS18B20层出不穷，国内外的研究在这方面的研究也趋近完善[3]。1.3对设计任务的分析

8、本系统的设计采用了工作于2.4GHz频段nRF24L01射频芯片，并有低功耗单片机MSP430F149控制实现短距离无线数据通信。该接口设计具有成本低、功耗低、传输速率高、软件设计简单以及通信稳定可靠等特点