【正文】 (RxBuf)。 SendStr(str)。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定 ） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 30 致 謝 時間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。 回首四年，取得了些許 成績，生活中有快樂也有艱辛。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和 集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 //清空 RxBuf } return 0。 sprintf(str,”channel1： %.2f\n”,ad1)。 for(i=0。 uint16 ad。 //將 LM35 采集的溫度信息進(jìn)行 AD 轉(zhuǎn)換 TxBuf[1] = temp 8。 //發(fā)送起始位 uint8 i,j。在此向他 表示我最衷心的感謝！ 在論 文完成過程中，本人還得到了其他老師和 王強 、 龍偉 等同學(xué)的熱心幫助，本人向他們表示深深的謝意！ 最后向在百忙之中評審本文的各位專家、老師表示衷心的感謝！ 23 附 錄 接收端與發(fā)送端 PCB 發(fā)送端 PCB 接收端 PCB 24 最終電路板 發(fā)送端最終電路板 接收端最終電路板 25 主要程序 發(fā)送端程序： void nRF24L01_TxPacket(uint8 * tx_buf) { IO0CLR |= CE。 在實測中，模塊能夠從周圍環(huán)境采集溫度并發(fā)送給接收端，并正確的顯示在上位機中，開闊空間里的無線收發(fā)距離可達(dá) 50 米， 本文中 使用串口調(diào)試助手來接收數(shù)據(jù)， 上位機顯示 結(jié)果如圖 51 所示 。 //將接收到的四個八位數(shù)據(jù)重新組合成十六位數(shù)據(jù) ad1 = (float)ad / 10。 } return 0。 //IO 口初始化 MSPIInit()。= ~(316)。 nRF24L01功耗低 ， 在以 6 dBm的功率發(fā)射時 ， 工作電流也只有 9 mA； 接收時，工作電流只有 mA，多種低功率工作模式 (掉電模式和空閑模式 )使節(jié)能設(shè)計更方便?；?GSM＼ CDMA＼ GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的傳輸速率為 10KB~60KB，由于其利用 GSM＼ CDMA＼GPRS無線通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，因此其運營成本較高。 隨著而來的便攜式終端以及無線通信技術(shù)得到了極大的發(fā)展并在我們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，目前應(yīng)用廣泛的無線通信技術(shù)主要有 GSM＼ CDMA＼GPRS、 、藍(lán)牙、 IrDA、 、 ZigBee、 UWB、微功率短距離無線通信技術(shù)等。 LM35 是一種得到廣泛使用的 溫度傳感器 。熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、測量范圍寬、精度高、熱慣性小等特點。在常規(guī)辦法無法測量的場合，光纖測溫得到快速發(fā)展，已開發(fā)了開關(guān)式溫度檢測器、輻射式溫度檢測器等多種實用型的品種。 (5) 利用聲學(xué)原理的測量方法。利用該方法的測溫元件大致有電阻測溫元件、導(dǎo)體測溫元件和陶瓷熱敏元件?？墒撬娜秉c是只能近距離觀測，易碎，而且有毒。 圖 22 中詳細(xì)介紹了 LPC2103[2]各個引腳的功能，在本系統(tǒng)中， 通過 、 、 接口的 SPI 功能控制 nrf24L01 無線收發(fā)模塊；通過 、 接口的 UART功能實現(xiàn)與上位機的通信；通過將 LM35 采集到的溫度 輸入 并使用 AD 功能得到需要的溫度數(shù)據(jù)。 4 2 系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng) 框圖 L M 3 5 采 集 溫 度 1L P C 2 1 0 3 進(jìn) 行 A D 轉(zhuǎn)換n r f 2 4 L 0 1 收到 數(shù) 據(jù) 并 發(fā)送L M 3 5 采 集 溫 度 2L P C 2 1 0 3 進(jìn) 行 A D 轉(zhuǎn)換n r f 2 4 L 0 1 收到 數(shù) 據(jù) 并 發(fā)送發(fā) 送 端 1發(fā) 送 端 2n r f 2 4 L 0 1 接受 數(shù) 據(jù)L P C 2 1 0 3 收 到 數(shù) 據(jù)并 判 斷 數(shù) 據(jù) 來 源P C 機 顯 示 上 位 機接 收 端圖 21 系統(tǒng) 框 圖 本系統(tǒng)主要由發(fā)送端、接收端和上位機端三大部分組成，其中發(fā)送端的主要功能是采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度通過無線收發(fā)模塊發(fā)送給接收端；接收端的主要功能是接收發(fā)送端采集到的溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給上位機；上位機的主要功能是將采集到的數(shù)據(jù)顯示出來，方便人們讀取。 總之，本課題將數(shù)據(jù)采集與無線傳輸相結(jié)合，發(fā)揮無線傳輸?shù)膬?yōu)勢，并且解決硬件、軟件及通信協(xié)議優(yōu)化等問題。目前，數(shù)據(jù)采集幾乎無孔不入，它已滲透到了地質(zhì)、醫(yī)藥器械、雷達(dá)、通訊、遙感遙測等各個領(lǐng)域，為我們更好的獲取信息提供了良好的基礎(chǔ)。 工業(yè)應(yīng)用中，現(xiàn)階段基本上都是以有線的方式進(jìn)行連接，實現(xiàn)各種控制功能。由于爐子的種類及原理不同，因此所采用的加熱方法及燃料也不同，如煤氣、天然氣、油電等。 無線溫度采集系統(tǒng)主要由溫度信號采集模塊、核心控制模塊、無線收發(fā)模塊、供電模塊組成。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 簽名： 日期： 20xx 年 06 月 09 日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本學(xué)位論文作者完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù) 印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)成都信息工程學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 無線溫度采集系統(tǒng)的核心采用 ARM 公 司推出的 LPC2103 嵌入式微處理器，信號采集模塊選用溫度傳感器 LM35，無線收發(fā)模塊選用云佳科技公司生產(chǎn)的nrf24L01 無線收發(fā)模塊。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，選用的燃料，控制方案也有所不同。各種總線技術(shù)，局域網(wǎng)技術(shù)等有線網(wǎng)絡(luò)的使用的確給人們的生產(chǎn)和生活帶來了便利，改變了我們的生活，對社會的發(fā)展起到了極大的推動作用。 無線數(shù)據(jù)采集特別適用于復(fù)雜地形條件、高腐蝕性、建筑群、爆炸等場合，或者被采集對象是運動、旋轉(zhuǎn)等情況。 3 本文的主要任務(wù)及結(jié)構(gòu) 本論文所完成的任務(wù)是對基于 LPC2103和無線收發(fā)模塊的溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行研究， 從實際需要出發(fā)，并從性能、價格等因素考慮，對主要元器件進(jìn)行了選型 ，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了一個新型無線溫度采集系統(tǒng)，并且進(jìn)行軟硬件的調(diào)試和制作，最終完成 具有體積小、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠、使用靈活等優(yōu)點 的作品， 可以很好地應(yīng)用在無線 數(shù)據(jù)采集及其它短距離無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，本論文在總體結(jié)構(gòu)上共分為 5章。 LPC2103 簡介 LPC2103 是基于一個支持實時仿真的 32 位 ARM7 TDMIS CPU 的微控制器，并帶有 32KB 的高速 Flash 存儲器。 圖 22 周立功 LPC2103 核心板電路圖 圖 23 中詳細(xì)介紹了本系統(tǒng)在設(shè)計與制作過程中所使用到的 LPC2103 核心板，該核心板將 48 個管腳的 LPC2103 芯片制作為直插式的電路板，方便在調(diào)試中拆卸與安裝，能夠保護芯片，延長使用壽命 。代替它的有填充酒精、煤油等玻璃溫度計和利用金屬不同的膨脹系數(shù)制成的金屬片溫度計，它們的缺點都是測量精度很低。其中電阻測溫元件是利用感溫元件的電阻隨溫度變化的性質(zhì)，將電阻的變化值用顯示儀表反映出來，達(dá)到測溫的目的。近年發(fā)展起來的聲學(xué)溫度檢測技術(shù)，可以對爐內(nèi)的煙氣溫度測量值和火焰分布在線檢測，判斷爐的燃燒狀況，進(jìn)行實時調(diào)節(jié)和控制。檢測精度在177。它的缺點是線性不好，冷端需要溫度補償。由于它采用內(nèi)部 補償 ，所以輸出可以從 0℃ 開始 。 以上列出了五種常用的無線通信方式，這些通信方式各有優(yōu)點，各有不同的適用范圍，下面針對它們的使用范圍和各自特點進(jìn)行比較。 基于嵌入式 的 射頻無線收發(fā)的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，其核心技術(shù)是 無線收發(fā)技術(shù) 。 基于價格、體積、抗干 擾能力、功耗等方面的考慮，本設(shè)計使用的是云佳科技公司的nrf24L01 無線收發(fā)模塊。 PINSEL1 |= 316。 //SPI 初始化 Timer0Init()。 } 15 接收 端程序 UART串 口 初 始 化SPI初 始 化接 收 溫 度 數(shù) 據(jù)提 取 有 效 值將 溫 度 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送給 上 位 機IO口 初 始 化開 始 圖 42 接收端流程圖 該部分的主要作用是將接收到的溫度數(shù)據(jù)傳送給上位機，方便觀察結(jié)果； 首先定義一個 八位 數(shù)組 RxBuf 用來存放接收到的數(shù)據(jù) ，然后進(jìn)行 IO 口初始化、 SPI初始化、 UART 串口通訊初始化；當(dāng) nrf24L01 接收到數(shù)據(jù)的時候，會將數(shù)據(jù)發(fā)送給 LPC2103 存儲在 RxBuf 中 ，首先 我們 通過 數(shù)組的 第一位來判斷這個溫度數(shù)據(jù)是哪一個發(fā)送端采集到的數(shù)據(jù) ；然后將后面 兩個 8 位的溫度數(shù)據(jù)組合為一個 16 位的溫度數(shù)據(jù)，由于此時這個溫度數(shù)據(jù)還是一個電壓值，我們將其根據(jù) LM35 的溫度公式轉(zhuǎn)換為溫度值，然后將其通過 UART 傳送給上位機觀察結(jié)果 ；實現(xiàn)這部分功能的部分代碼如下： int main(void) { uint8 RxBuf[20]。 //T（ ℃ ） = V（ mv） / 10 （ 31） if(RxBuf[0] == 0x01) //判斷起始位，如果是 01，則為第一塊發(fā)送板的數(shù)據(jù) { DelayNS(10)。 18 圖 51 上位機調(diào)試結(jié)果顯示 6 結(jié)論 系統(tǒng)優(yōu)缺點分析 本系統(tǒng)采用功能強大的 LPC2103 作為控制核心， 擁有存儲容量大，處理速度快 ，處理能力強 ， I/O 口功能豐富等優(yōu)點， 在其余器件的選擇上，在保證具有較高效率的同時，嚴(yán)格的控制了器件的成本 ； 同時，每塊板子的尺寸大約為 7mm ，如果 LPC2103 不使用核心板，直接將芯片焊上去的話尺寸和重量還可以進(jìn)一步減小，無論是在外出攜帶還是室內(nèi)安裝上都具有極大的優(yōu)越性；本系統(tǒng)測溫速度快，準(zhǔn)確性高， 操作方便，無線距離遠(yuǎn)等優(yōu)點，在實測中，無限通訊的距離達(dá)到了本模塊 50 米的極限距離 [6]，已足夠滿足日常生活的需要 ；本系統(tǒng)在設(shè)計 19 多點通訊的時候設(shè)置了自己的通訊協(xié)議，然后用查詢的方式讀取數(shù)據(jù)，理論上可以支持更多通道的多點通訊，大大突破了模塊六個通道的通道極限 ；在溫度顯示方面，由于本設(shè)計要顯示每個通道采集溫度的結(jié)果， 為了 觀察的方便，所以在 PC機上查看結(jié)果，如果將多 個通道的采集數(shù)據(jù)處理成一個數(shù)據(jù)或者 單點通訊時，在接收板上使用數(shù)碼管或者液晶屏顯示溫度會更加的方便與直觀 。 //StandBy I 模式 inerDelay_us(200)。 uint32 temp。 //