【正文】 內(nèi)置SIM卡，通信過程中需要收費(fèi)，后期成本較高。方案三：采用宏晶科技有限公司的STC12C5A60S2增強(qiáng)型51單片機(jī)作為主控芯片。此芯片價(jià)格便宜、操作簡便，低功耗，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。該接口設(shè)計(jì)具有成本低、傳輸速率高、軟件設(shè)計(jì)簡單以及通信穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。以上只是簡單列舉幾個(gè)現(xiàn)實(shí)的例子，在現(xiàn)實(shí)生活中，這種無線溫度采集系統(tǒng)已經(jīng)被成功應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、軍事國防、機(jī)器人控制等許多重要領(lǐng)域，而且類似于這種溫度采集系統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到民用和軍事領(lǐng)域。而且大棚和糧倉占地面積大，檢測目標(biāo)分散，測點(diǎn)較多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。在工業(yè)現(xiàn)場，由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣，工作人員不能長時(shí)間停留在現(xiàn)場觀察設(shè)備是否運(yùn)行正常，就需要采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)到一個(gè)環(huán)境相對(duì)好的操控室內(nèi)，這樣就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸問題。低功耗、實(shí)時(shí)性的無線溫度檢測是該設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)。在實(shí)際溫度控制過程中既要求系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性又需要降低功耗。在工業(yè)、醫(yī)療、軍事和生活等許多地方，都需要用到測溫裝置來檢測溫度。傳統(tǒng)直接布線測量不滿足要求，特別是在某些環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境和戶外環(huán)境，通過直接布線測量不現(xiàn)實(shí)。因此設(shè)計(jì)一種低功耗的無線溫度檢測系統(tǒng)很有意義。無線傳輸采用nRF24L01模塊傳輸。由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長的通訊線，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯(cuò)誤換線困難。當(dāng)前的科技水平下，無線通信技術(shù)的發(fā)展使得溫度采集測量精確，簡便易行。凡是布線繁雜或不允許布線的場合都希望能通過無線方案來解決。整個(gè)系統(tǒng)有發(fā)送和接收二部分，通過NRF24L01無線數(shù)據(jù)通信收發(fā)模塊來實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。方案二：采用TI公司生產(chǎn)的MSP430F149系列單片機(jī)作為主控芯片。此芯片內(nèi)置ADC和SPI總線接口，且內(nèi)部時(shí)鐘不分頻，可達(dá)到1MPS。方案二：采用TI公司CC2430無線通信模塊，此模塊采用Zigbee總線模式，傳輸速率可達(dá)250kbps，且內(nèi)部集成高性能8051內(nèi)核?？紤]到系統(tǒng)的復(fù)雜性和程序的復(fù)雜度，我們采用方案三作為本系統(tǒng)的通信模塊。方案二：采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域?？紤]到電路的設(shè)計(jì)，成本，還有多點(diǎn)通信，我們選擇方案二，即用DS18B20作為本系統(tǒng)的溫度傳感器。方案三：采用LED7段數(shù)碼顯示管顯示，其成本低，容易顯示控制，但不能顯示字符。 系統(tǒng)最終方案發(fā)送端：發(fā)送端由溫度傳感器DS18B20，AT89S52單片機(jī)，nRF24L01無線射頻模塊，數(shù)碼管顯示模塊和外設(shè)繼電器組成?？偟亩詥纹瑱C(jī)的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：集成度高、存儲(chǔ)容量大、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗、性能價(jià)格比高、可靠性高這幾個(gè)方面。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。 兼容MCS51指令系統(tǒng) 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2個(gè)外部中斷源 看門狗（WDT）電路 VCC：AT89S52 電源正端輸入，接+5V。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平工作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳點(diǎn)評(píng)提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21 V的燒錄高壓（Vpp）。設(shè)計(jì)者必須外加一個(gè)鎖存器將端口0送出的地址鎖住成為A0―A7，再配合端口2所送出的A8―A15合成一個(gè)完整的16位地址總線，而定位地址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2(―)：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，同樣地，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。：TXD,串行通信輸出。：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。（1）、晶振電路晶振電路由兩個(gè)30pF電容和一個(gè)12MHz晶體振蕩器構(gòu)成，接入單片機(jī)的XX2引腳。nRF24L01功耗低,在以6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA。各引腳功能如下： nRF24L01封裝圖CE：使能發(fā)射或接收。 待機(jī)模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；待機(jī)模式2則是在當(dāng)FIFO寄存器為空且CE=1時(shí)進(jìn)入此模式；待機(jī)模式下，所有配置字仍然保留。寄存器中發(fā)射模式101→0停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完待機(jī)模式2101TX如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從TXMAX_RT或TX_DS置高時(shí)，使IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知MCU。 接收數(shù)據(jù)時(shí),首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130μs進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。最后接收成功時(shí)，若CE變低，則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。與SPI相關(guān)的指令共有8個(gè)，使用時(shí)這些控制指令由nRF24L01的MOSI輸入。 表2：常用配置寄存器地址（H）寄存器名稱功能00CONFIG設(shè)置24L01工作模式01EN_AA設(shè)置接收通道及自動(dòng)應(yīng)答02EN_RXADDR使能接收通道地址03SETUP_AW設(shè)置地址寬度04SETUP_RETR設(shè)置自動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)間和次數(shù)07STATUS狀態(tài)寄存器，用來判定工作狀態(tài)0A~0FRX_ADDR_P0~P5設(shè)置接收通道地址10TX_ADDR設(shè)置接收接點(diǎn)地址11~16RX_PW_P0~P5設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度 nRF24L01模塊原理圖nRF24L01單端匹配網(wǎng)絡(luò)：晶振，偏置電阻，去耦電容。C~+125176。C。現(xiàn)場溫度直接以一線總線的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FF6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H。18B20共有三種形態(tài)的存儲(chǔ)器資源，它們分別是： （1） ROM 只讀存儲(chǔ)器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H），后面48位是芯片唯一的序列號(hào)，最后8位是以上56的位的CRC碼（冗余校驗(yàn)）。第2個(gè)字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第4個(gè)字節(jié)是用戶EEPROM（常用于溫度報(bào)警值儲(chǔ)存）的鏡像。第9個(gè)字節(jié)為前8個(gè)字節(jié)的CRC碼。 （2） 存在脈沖：在復(fù)位電平結(jié)束之后，控制器應(yīng)該將數(shù)據(jù)單總線拉高，以便于在15~60uS后接收存在脈沖，存在脈沖為一個(gè)60~240uS的低電平信號(hào)。ROM指令為8位長度，功能是對(duì)片內(nèi)的64位光刻ROM進(jìn)行操作。操作指令同樣為8位，共6條，存儲(chǔ)器操作指令分別是寫RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM、工作方式切換。如執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫指令則需要嚴(yán)格遵循18B20的讀寫時(shí)序來操作。Read Scratchpad （從RAM中讀數(shù)據(jù)）[BEH]此指令將從RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址0開始，一直可以讀到地址9，完成整個(gè)RAM數(shù)據(jù)的讀出。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持500MS，來維持芯片工作。DS18B20在接受到復(fù)位脈沖后等待15～60μs才發(fā)出應(yīng)答脈沖。讀時(shí)隙起始于單片機(jī)拉低總線至少1 μs。 DS18B20的硬件設(shè)計(jì) 。 LCD1602液晶顯示模塊電路圖 發(fā)送端顯示模塊本設(shè)計(jì)在發(fā)送端部分采用數(shù)碼管顯示，P0由上拉電阻提高驅(qū)動(dòng)能力，作為數(shù)據(jù)輸出。MAX232內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路，僅需+5 V電源便可工作，使用十分方便，其與AT89S52連接時(shí)可以采用最簡單的方式連接（），MAX232的T1 IN引腳與89S52的串行輸入口線P3．1TXD相連，R1 OUT引腳與89S52的串行輸入口線P3．0RXD相連，MAX232的T1 OUT、R1 IN分別于與RS232的3引腳相連。 +5V電源電路B、本系統(tǒng)無線模塊需要一＋。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 發(fā)送端軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)發(fā)送端采用DS18B20溫度傳感器采集溫度，經(jīng)AT89S52收集處理數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)數(shù)碼管顯示，如果溫度過高，則單片機(jī)控制繼電器工作，再由nRF24L01模塊發(fā)送