基于單片機的無線多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計(已修改)
2025-06-19 01:08 本頁面
【正文】 基于單片機的無線多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 摘 要 本課題設計的是一套無線多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要用于對環(huán)境溫度的采集與監(jiān)控。系統(tǒng)采用基于無線網(wǎng)絡的設計思想和溫度采集技術。無線傳輸避免了遠距離布線所帶來的施工困難，成本高的缺點。本設計用AT89C51單片機為主要硬件，設計了包括溫度采集，溫度顯示，系統(tǒng)控制，串口通信等外圍電路。單片機AT89C51作為主單片機完成測量和控制以及與通信單片機的數(shù)據(jù)通信、無線收發(fā)控制等功能。無線溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是利用下位機設置溫度上下限和實時溫度的采集，并將結果傳輸?shù)缴衔粰C，以達到對溫度的比較、控制。關鍵詞 ： AT89C51 溫度采集 溫度傳感器DS18B20 RS232 MAX813 無線收發(fā)模塊PTR2000AbstractThis paper introduces a kind of wireless monitoring system which is used to control temperature condition. The system adopts wireless network and temperature collect technique. The wireless munication can avoid the shorting of remote wire transmission, such as large wastage, high cost etc. This design uses AT89C51，The monolithic integrated circuit is the main hardware， In order to realize design goal this design including temperature gathering， the temperature demonstrated that， the systems control， strung together periphery electric circuit and so on mouth main MCU (AT89C51) takes charge of measurement，control and munication with the munication MCU. The munication MCU (AT89C51) is used to control receiving and sending data in the wireless munication. The system wireless temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit， with realtime temperature gathering， transmits to on position machine，by achieves to the temperature parison， the control.Key words: AT89C51 Temperature gathering DS18B20 RS232 MAX813 PTR2000 wireless munication 目 錄第1章 緒論 4第2章 方案論證 5第3章 系統(tǒng)總體設計 7 7 8第4章 各個元器件及芯片簡介 10 AT89C51單片機介紹 10 DS18B20溫度傳感器簡介 12 PTR2000模塊介紹 13 MAX813芯片介紹 14 MAX7219芯片介紹 15 1602液晶顯示屏介紹 16第5章 各部分電路設計 17 看門狗電路 17 溫度采集電路 18 串口電路 19 顯示電路 20 鍵盤電路 21結 論 28致謝詞 29參考文獻 30附錄1：硬件總圖 31第1章 緒論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于采集數(shù)據(jù)的傳輸大多采用有線方式，因為有線方式的傳輸距離、數(shù)據(jù)傳輸速率以及抗干擾能力都要優(yōu)于無線方式；然而對于在野外或者不便于鋪設線纜的地區(qū)進行數(shù)據(jù)采集傳輸時，采用有線方式就受到了限制。針對這一特點，設計了采用無線傳輸方式的無線數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集主要以Atmel公司的AT89C51單片機為控制處理核心，由它完成對數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)的無線傳輸。AT89C51單片機是一種低功耗/低電壓/高性能的8位單片機，片內帶有一個8KB的可編程／可擦除／只讀存儲器。無線收發(fā)一體數(shù)傳MODEM模塊PTR2000芯片性能優(yōu)異，在業(yè)界居領先水平，它的顯著特點是所需外圍元件少，因而設計非常方便。該模板塊在內部需成了高頻接收、PLL合成、FSK調制/解調、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，因而是目前集成度較高的無線數(shù)傳產(chǎn)品。 在本文中，主要說明單片機和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊 PTR 2000的組合，形成單片機的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，與微機進行無線數(shù)據(jù)傳輸。包括：如何針對系統(tǒng)的需求選擇合適的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊器件，如何根據(jù)選擇的器件設計外圍電路和單片機的接口電路，如何編寫控制無線數(shù)據(jù)傳輸器件進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑱C程序，并簡要介紹數(shù)字溫度傳感器DS18B0的應用。第2章 方案論證（一）溫度采集方案方案一：模擬溫度傳感器。采用熱敏電阻，將溫度值轉換為電壓值，經(jīng)運算放大器放大后送A/D轉換器將模擬信號變換為數(shù)字信號，再由單片機經(jīng)過比較計算得到溫度值。優(yōu)點：應用廣泛，特別是工程領域，采用不同的熱敏電阻，可實現(xiàn)低溫到超高溫的測量。缺點：必須采用高速高位A/D轉換器，系統(tǒng)復雜，成本高，還以引進非線性誤差，得通過軟件差值修正方案二：采用集成數(shù)字溫度傳感器DS8B20。該傳感器采用單總線接口，能方便的與單片機通信。測溫范圍從55到+125,測溫精度912位可調，12位時最大轉換時間為750ms，完全滿足本設計的要求。缺點：不能實現(xiàn)高溫測量。從上各種因素，我們采用數(shù)字溫度傳感器方案。（二）無線數(shù)據(jù)傳送方案方案一：采用GSM模塊。GSM（公用數(shù)字移動網(wǎng)通信）系統(tǒng)是目前基于時分多址技術的移動通訊體制中比較成熟、完善、應用最廣泛的一種系統(tǒng)，本設計可利用其短消息服務來傳輸溫度數(shù)據(jù)。優(yōu)點：網(wǎng)絡覆蓋廣，可實現(xiàn)遠距離傳輸。缺點：成本高，無法實現(xiàn)實時性。方案二：該采用無線傳輸模塊PTR2000 。該器件將接收和發(fā)射合接為一體； 工作頻率為國際通用的數(shù)傳頻段433MHZ； 采用FSK調制/解調，可直接進入數(shù)據(jù)輸入/輸出，抗干擾能力強，特別適合工業(yè)控制場合； 采用DDS（直接數(shù)據(jù)合成）+PLL頻率合成技術，因而頻率穩(wěn)定性極好； 靈敏度高達—105bBm。 工作電壓低（），功耗小，接受待機狀態(tài)電流僅為8μA； 具有兩個頻道，可滿足需要多信道工作的場合； 工作數(shù)率最高達20kbit/s(也可在較抵速率下工作，如9600bps)。 超小體積，約40275mm3。 可直接與CPU串口進行連接（如8031），也可以用RS232與計算機接口，軟件編程非常方便基于上述考慮，采用方案二。（三）顯示界面方案方案一：用數(shù)碼管顯示，優(yōu)點：結構簡單，成本低。缺點：只能顯示一測量點和有限的符號。方案二：采用L
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