【正文】 val)。//發(fā)送寄存器值 (位置 ),并讀取狀態(tài)值 for(ctr=0。 //關閉 SPI 傳輸 return status。//發(fā)送寄存器值 (位置 ),并讀取狀態(tài)值 for(ctr=0。 //關閉 SPI 傳輸 return status。 //寫數(shù)據(jù)到 TX BUF 32 個字節(jié) NRF24L01_CE_high()。 NRF24L01_Write_Reg(WRITE_REG2401+STATUS,sta)。 } if(staamp。sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS)。 } return 0xff。MAX_TX) //達到最大重發(fā)次數(shù) { NRF24L01_Write_Reg(FLUSH_TX,0xff)。 //等待發(fā)送完成 sta=NRF24L01_Read_Reg(STATUS)。 天津職業(yè)技術師范大學 201 屆本科生畢業(yè)設計 30 NRF24L01_CE_low()。ctr++) SPI_SendByte(*pBuf++)。 NRF24L01_CSN_low()。ctr++) { pBuf[ctr]=SPI_SendByte(0xFF)。 NRF24L01_CSN_low()。 //發(fā)送寄存器號 reg_val=SPI_SendByte(0XFF)。 //禁止 SPI 傳輸 return(status)。 NRF24L01_CSN_low()。i++) { rx_room_two[i]=rx_buf[i]。i++) { rx_room_one[i]=rx_buf[i]。 //以下判斷上限值 if(rx_buf[1]=4) { GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12)。 // 上電復位一次 /*以下函數(shù)為 NRF24L01 所用 */ RX_Mode(0)。 LCD_12864_Init()。 TIM_Configuration()。 } int main(void) { ifdef DEBUG debug()。 //清空計數(shù)值 } void IWDG_Configuration(void) { IWDG_WriteAccessCmd(IWDG_WriteAccess_Enable)。 } while(!(tempamp。 SysTickVAL=0x00。//ch 送給 USART1 while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET)。 void USART_Configuration(void)。 void RCC_Configuration(void)。//接收通道 0 u8 rx1_buf[13]={0}。 u8 TEMP。 最終熟悉并掌握了各個元器件的性能原理，及設計的總體方案，得以完成整個系統(tǒng)的設計。本論文主要旨在說明本設計系統(tǒng)中所用到的無線傳感檢測技術及無線射頻通訊技術，特別是在進行單片機與 nRF24L01 無線模塊進行配置與數(shù)據(jù)命令的收發(fā)這一部分是本課題設計的關健之處。 如圖 51 就是 本系統(tǒng)的主機接收和顯示端成品。 第五步： 將 LCD12864 液晶 顯示 程序 、 nRF24L01 無線 收發(fā) 程序 、 DHT11 檢測程序 等所有功能程序合并 ， 調(diào)整函數(shù)調(diào)用順序，觀察從機數(shù)據(jù)能否正常發(fā)送給主機并在液晶上顯示出來 。 圖 43 無線接收軟件流程圖 圖 44 LCD12864 顯示部分 軟件流程圖 開始初始化CE 置低配置 CONFIG 為接收模式寫入接收地址打開接收通道 0設置工作頻率設置接收數(shù)據(jù)寬度寫入發(fā)射功率與數(shù)據(jù)傳輸率CE 置高判斷接收中斷讀接收數(shù)據(jù)是否開始LCD 界面初始化各傳感節(jié)點的溫度顯示各傳感節(jié)點的濕度顯示天津職業(yè)技術師范大學 201 屆本科生畢業(yè)設計 18 第 5 章 系統(tǒng)的調(diào)試及實驗結果 調(diào)試步驟 第一步： 設計硬件電路原理圖，并 完成 系統(tǒng) 硬件電路的焊接。 當主機檢測到有數(shù)據(jù)發(fā)來時，主機需要檢測發(fā)送端的地址是否為有效地址，若通過有效地址和 CRC 校驗時，模塊會將發(fā)送端的數(shù)據(jù)存放到接收堆棧中，然后寄存器 發(fā)送信號通知單片機進行數(shù)據(jù)的接收，單片機進入接收中斷，對數(shù)據(jù)進行完整的數(shù)據(jù)讀取。在系統(tǒng)進入數(shù)據(jù)發(fā)送階段時，還需要將數(shù)據(jù)的目標地址及本機地址寫入模塊的緩沖區(qū)，待延時一段時間后，將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。傳感器復位 完成 后， 需要等待 接收應 答信號， 然后發(fā)送掃描命令并 啟動溫度轉換， 最后 等待溫度轉換完畢后，保存數(shù)據(jù)。 圖 38 電源 5V 轉 驅動電路 天津職業(yè)技術師范大學 201 屆本科生畢業(yè)設計 14 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 軟件的總體設計 發(fā)送部分 對于 發(fā)送部分的總體循環(huán)思路 ，首 先 對 DHT11 溫濕度傳感器進行 初始化操作 ，然后 從 DHT11 讀出溫度 和濕度數(shù)據(jù) ，將得到的溫 濕 度 數(shù)據(jù) 的轉化成十進制， 分別 取溫 濕 度 數(shù)據(jù) 的高兩位（即整數(shù)部分）寫入 TX_buffer 發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組，然后初始化nRF24L01，將 數(shù)據(jù)通過無線 發(fā)送 出去， 其 工作 流程圖如圖 45 所示。 此處我們選用 5V1A 的直流輸出型電源適配器作為電源驅動模塊。因為蜂鳴器的工作電流比較大，所以無法直接通過單片機的 IO 口進行驅動，一般需要通過放大電路才能驅動蜂鳴器發(fā)出聲響。雖然 本系統(tǒng)中單片機接口資源豐富， 但是考慮減輕電路焊接的工作量， 所以 采用 串 行傳輸?shù)姆绞脚c LCD12864 液晶顯示屏連接通訊。 表 nRF24L01 模塊的 工作模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO 寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在 TX FIFO 寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機模式 2 1 0 1 TX_FIFO 為空 待機模式 1 1 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 LCD 液晶顯示模塊 在本系統(tǒng)中 LCD12864 液晶 顯示 用于顯示 當前的日期時間、主機周圍的溫濕度數(shù)據(jù)以及從機一和從機二周圍的溫濕度數(shù)據(jù) 。 nRF24L01 芯片的功耗低 ， 當該模塊的發(fā)射功率 在 6dBm時， 實際的測試的模塊 電流 僅在 9mA 左右；模塊工作在 接收 模式時 ， 也 只有 的 工作電流， 該模塊的 掉電模式和空閑模式 等 多種低功率工作模式使節(jié)能設計更 加 方便。 DHT11 是數(shù)字式的溫濕度傳感器，所以其 DATA 端可直接以數(shù)字方式傳輸所采集的當前環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，由于 DHT11 是通過單總線的通信方式進行檢測數(shù)據(jù)的輸出，所以僅需將 MCU 的一個 IO 接口與 DHT11 的 DATA 端連接在一起就能夠進行實時溫濕度數(shù)據(jù)的采集了，為了保證接收數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和正確性一般都 會在 DHT11 的輸出端與單片機的連接處焊接一個 5K 的上拉電阻，該電路的設計相對于其他電路來說比較簡單。 5％ RH 的測量精度；溫度檢測的范圍是 0~50℃ ， 177。 天津職業(yè)技術師范大學 201 屆本科生畢業(yè)設計 8 圖 31 STM32F103C8T6 最小系統(tǒng) 原理圖 溫濕度傳感檢測模塊 DHT11 傳感器是一款能夠輸出溫度和濕度的數(shù)字式溫濕度一體傳感器，并且該傳感器的輸出信號已經(jīng)經(jīng)過校準后輸出給控制器。 STM32 單片機的系統(tǒng)原理圖如圖 31 所示。 CPU 主控模塊 此次設計的芯片采用的是 STM32F103C8T6 單片機，由于 STM32 系列基于ARM CortexM3 內(nèi)核的高性能單片機，其工作頻率高達 72MHz，芯片內(nèi)部集成有高速存儲器，豐富的 I/O 接口。 經(jīng)過對系統(tǒng)分析，最終選擇方案一作為本系統(tǒng)的人機交互顯示方式的模塊。并且 LCD12864 液晶屏 的顯示程序比較簡單，與外部控制器的電路設計連接非常方便，能夠很好的嵌入到系統(tǒng)中。 該該芯片的運算速度相對 于 STM32 單片機 來說有一定的差距 ，而且其外部 IO 資源和寄存器較少 ， 與 STM32 單片機相比 較 顯得有些不足。 天津職業(yè)技術師范大學 201 屆本科生畢業(yè)設計 6 單片機 系統(tǒng) 的 選 型 方案一： STM32F103C8T6 單片機，工作電壓為 ，且含有 32 位的 高速 處理芯片。 例 如 可以 LM7805 穩(wěn)壓芯片 實現(xiàn)穩(wěn)壓功能 ， 該芯片 的 3 腳可以 將整流后的 12V 電壓通過穩(wěn)壓芯 片內(nèi)部的穩(wěn)壓整流電路轉換為 DC5V 的電壓傳輸給系統(tǒng)供電 ， 這個穩(wěn)壓電路的搭建相對簡單，但是其穩(wěn)定性和轉換精度不高 。 雖然 藍牙的通訊速率不是很高， 但是在這個發(fā)展迅速的信息化和智能化時代 ， 也有 可能會對它的發(fā)展有 一定的 影 響。 nRF24L01 無線通信 模塊 可以通過軟件程序對通訊的通道及輸出功率進行配置，不僅內(nèi)部融合了 ShockBurst 技術 ，而且內(nèi)部繼承了多種功能模塊，包括 頻率合成 電路 、功率放大 器 及 振蕩器 和解調(diào) 器等 。為了確保該傳感器的可靠性和穩(wěn)定性，傳感器內(nèi)部采用了專用的溫濕度傳感技術和數(shù)字模塊采集技術。 本設計是以 STM32F103C8T6 單片機為 CPU，以 nRF24L01 無線數(shù)據(jù)模塊為通信方式的一套多傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)，其中涉及到單片機與 nRF24L01 無線數(shù)據(jù)模塊、溫度與濕度檢測、蜂鳴器語音報警、模擬繼電器驅動 LED 指示、 LCD 顯示等部分電路的設計。而且 本課題 采用 nRF24L01 無線 模塊對 單片機 采集到的溫濕度數(shù)據(jù)進行 近距離的 無線傳輸， 避免了傳統(tǒng)的通訊線傳輸所帶來的布線困難，成本高等問題 。 目前這種基于此頻段的通信方式已日漸趨向成熟。目前 Nordic 公司 已經(jīng) 成功推出 一款 nRF24L01 芯片，同時 國內(nèi)很多 公司也相繼推出基于 nRF24L01 的無線傳輸模塊。并且這些 無線射頻芯片不僅傳輸速率很快而且靈敏度也很高。 以上簡單列舉了幾個在實 際應用場合的例子，在我們的日常生活中，無線溫濕度采集與傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被逐漸應用于工農(nóng)業(yè)的環(huán)境監(jiān)測、軍事國防和機器人控制等許多領域。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，無論是對溫室大棚內(nèi)不同位置點的溫濕度監(jiān)測，還是糧倉的大范圍監(jiān)測管理，傳統(tǒng)方法都是通過人工進行分區(qū)取樣的方法，不僅工作量非常大，可靠性差，而且溫室大棚或糧倉的占地面積大 ，檢測位置比較分散，檢測點較多，使用傳統(tǒng)的方法已經(jīng)無法滿足當前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。 課題的研究背景及意義 由于社會的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的需求，采用無線數(shù)據(jù)通訊的方式進行傳感監(jiān)測節(jié)點數(shù)據(jù)的采集與傳輸已經(jīng)廣泛應用到我們的生活的各個方面。在檢測點相對集中的地方，可以采用有線連接的通信方式進行數(shù)據(jù)的檢測與收集。傳感器節(jié)點通過從機將實時溫濕度數(shù)據(jù)采集到單片機，經(jīng)過數(shù)據(jù)運算再通過 nRF24L01 模塊 發(fā)送給主機，主機 接收到從機的數(shù)據(jù)之后需要對數(shù)據(jù)進行測量和處理，與程序設定的上限值進行比對，判斷監(jiān)測傳感節(jié)點的參數(shù)是否達到預警值，并對報警電路和模擬繼電器模組進行相應的控制。 本課題的設計基礎是基于 nRF24L01 通信模塊的無線多路溫濕度數(shù)據(jù)采集與傳輸電路系統(tǒng)的設計，主要應用于特殊環(huán)境或工農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的溫濕度采集與監(jiān)測。人們生活水平的改善和科技的不斷進步，無論是農(nóng)業(yè)還是工業(yè)或日常生活中 對 溫度和濕度數(shù)據(jù) 監(jiān) 測 都有 越來越高的要求。 系統(tǒng)由主機 從機 從機的結構體系組成，主機系統(tǒng)可同時對多個傳感采樣節(jié)點進行數(shù)據(jù)的匯集。s living standards and the continuous improvement of technology, whether it is the agricultural or industrial or daily life of the temperature and humidity data monitoring are increasingly high requirements. The basis for the design of the subject is based on nRF24L01 munication module of multichannel wireless temperature and humidity data acquisition and tran