【文章內(nèi)容簡介】 片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。輸出功率頻道選擇和協(xié)議的設置可以通過SPI 接口進行設置。幾乎可以連接到各種單片機芯片，并完成無線數(shù)據(jù)傳送工作。 極低的電流消耗：當工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為0dBm ，掉電模式和待機模式下電流消耗更低。小體積，QFN20 4x4mm封裝　 　寬電壓工作范圍，~，輸入引腳可承受5V電壓輸入　 　工作溫度范圍：40℃～+80℃　 　工作頻率范圍：～　 　發(fā)射功率可選擇為0dBm、6dBm、12dBm和18dBm。 　數(shù)據(jù)傳輸速率支持1Mbps、2Mbps。 低功耗設計，，掉電模式時僅為900nA?！?　126個通訊通道，6個數(shù)據(jù)通道，滿足多點通訊和調(diào)頻需要　 　增強型“ShockBurst”工作模式，硬件的CRC校驗和點對多點的地址控制 ?！?shù)據(jù)包每次可傳輸1～32Byte的數(shù)據(jù)。 　4線SPI通訊端口，通訊速率最高可達8Mbps，適合與各種MCU連接，編程簡單。　 可通過軟件設置工作頻率、通訊地址、傳輸速率和數(shù)據(jù)包長度　 MCU可通過IRQ引腳快判斷是否完成數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送。nRF24L01 可以兼容nRF2401A、nRF24L01+、nRF24LEnRF24LU1等無線模塊。 nRF24L01+nRF24L01+（或稱nRF24L01P）是nRF24L01的低功耗優(yōu)化版，同時增加了250Kbps通訊速率的支持。nRF24L01與nRF24L01+之間可互用代碼（除極少部分需要修改外）和互相通訊 nRF2401AnRF2401A與nRF24L01和nRF24L01+之間可完成相互通訊，前提是它們之間必須工作在相同的工作模式下。比如工作頻率、傳輸速率、地址、數(shù)據(jù)包長度和CRC校驗方式。 nRF24LE1nRF24LEnRF24LU1也可以同nRF24L01之間完成通訊。通訊建立條件同nRF2401A。結(jié)合本系統(tǒng)實際情況本案選用nRF24L01無線收發(fā)模塊。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準熟悉信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，并與一個高性能8位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11傳感器都在即為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測型號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20米以上，使其成為給類應用甚至最為苛刻的應用場合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。 DHT11性能供電電壓：~ DC 　輸 出：單總線數(shù)字信號 測量范圍： 濕度2090%RH， 溫度0~50℃ 測量精度： 濕度+5%RH， 溫度+2℃ 分 辨 率： 濕度1%RH， 溫度1℃ 互 換 性： 可完全互換 ， 長期穩(wěn)定性： 177。1%RH/年相對濕度和溫度測量 全部校準，數(shù)字輸出 卓越的長期穩(wěn)定性 無需額外部件 超長的信號傳輸距離 超低能耗 4引腳安裝 完全互換DHT11溫濕度傳感器集成了溫度傳感器、濕度傳感器，集成度更高，使用方便成本較低。很大程度上簡化了系統(tǒng)設計流程。因此本案選用DTH11溫濕度傳感模塊。ＴＧＳ４１６０二氧化碳傳感器是ＦＩＧＡＲＯ（弗加羅）公司生產(chǎn)的固態(tài)電化學型氣體敏感元件。這種二氧化碳傳感器除具有體積小、壽命長、選擇性和穩(wěn)定性好等特點外，同時還具有耐高濕低溫的特性可廣泛用于自動通風換氣系統(tǒng)或是ＣＯ２氣體的長期監(jiān)測等應用場合。但是，由于ＴＧＳ４１６０的預熱時間較長（一般為２小時），所以，該器件比較適合于在室溫下長時間通電連續(xù)工作。此外，為了方便客戶使用，ＦＩＧＡＲＯ公司還專門設計了帶溫度補償?shù)膫鞲衅魈幚砟KＡＭ－４。該模塊采用微處理器進行控制，ＣＯ２氣體濃度的輸出信號電平為０．０～３．０Ｖ，相當于０～３０００ｐｐｍ的濃度，并有中繼轉(zhuǎn)接控制口，可輸出高、低兩種門限信號以供外接控制使用。TGS4160傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如下：測量范圍：０～５０００ｐｐｍ；使用壽命：２０００天；加熱器電壓：５．０177。０．２ＶＤＣ；加熱器電流：２５０ｍＡ；加熱器功耗：１．２５Ｗ；內(nèi)部熱敏電阻（補償用）：１００ｋΩ177。５％；使用溫度：－１０～＋５０℃使用濕度：５～９５％ＲＨ；產(chǎn)品尺寸：最大外徑Φ２４ｍｍ，高２４ｍｍ，引腳長５．８ｍｍ。TGS4160二氧化碳傳感器是一種內(nèi)含熱敏電阻的混合式CO2敏感元件。該元件在兩個電極之間充有陽離子固體電解質(zhì)。它的陰極由鋰碳酸鹽和鍍金材料制成，而陽極只是鍍金材料。該敏感元件的基襯是用對苯二酯聚乙烯和玻璃纖維加固，然后采用不銹鋼網(wǎng)做圓柱型封裝。元件的內(nèi)層采用１００目雙層不銹鋼網(wǎng)套在鍍鎳銅環(huán)上，并用高強度樹脂粘合劑與基襯固定在一起。其外層頂蓋上又罩上了一層６０目的不銹鋼網(wǎng)。為了達到降低干擾氣體影響的目的，TGS4160在內(nèi)外兩層不銹鋼網(wǎng)之間還填充有吸附材料（沸石）。傳感器的６個引腳通過０．１ｍｍ的箔導線與內(nèi)部相連。其等效的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖１所示。圖中，陽極與傳感器的第３腳Ｓ（＋）相連，陰極與傳感器的第４腳Ｓ（－）相連，Ｐｔ加熱器與傳感器的第１，６腳相連，內(nèi)部熱敏電阻與傳感器的第２，５腳相連。內(nèi)部熱敏電阻的作用是通過該電阻探測環(huán)境溫度，以便對該傳感器進行溫度補償，從而使校正后的測量值更加準確。圖1 TGS4160等效內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)合本設計實際情況本案選用TGS4160模塊。本案中終端數(shù)據(jù)傳輸是指數(shù)據(jù)接收終端（PC下位機）到顯示設備之間的數(shù)據(jù)傳輸。方案一：采用串口傳輸方案二：采用USB線纜傳輸考慮到USB 接口設備的優(yōu)點是即插即用、支持熱插拔、傳輸速度快、可通過擴展連接多達127個 USB 設備，不用擔心 USB 加密鎖與打印機等外設的沖突。使用更方便。綜合本案特點所以選用方案二采用USB傳輸數(shù)據(jù)。本案中的終端顯示是指本系統(tǒng)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示。方案一：采用液晶屏顯示方案二：利用PC機窗口顯示顯示PC機窗口顯示具有造價低、使用方便、維護簡單（比如可以多窗口顯示便于系統(tǒng)集成等利于綜合管理等）成本低廉等特點。綜合考慮本案采用PC機窗口顯示方案。~， V～ V。為了盡量的節(jié)省成本提高電源效率和系統(tǒng)的低功耗。因此本方案采取以下供電方案① （包含24L01）②  AD轉(zhuǎn)換電路模塊AD的原理及結(jié)構(gòu)（此處DAC改為ADC）D/A轉(zhuǎn)換器的作用是把數(shù)字量信號轉(zhuǎn)換成于此數(shù)字量成正比的模擬信號，為單片機在模擬環(huán)境中的應用提供了一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口。目前單片機使用的D/A轉(zhuǎn)換電路多是以集成D/A芯片的形式出現(xiàn)的，其轉(zhuǎn)換時間一般在幾十納秒到極為秒之間，轉(zhuǎn)換精度按芯片位數(shù)分為8位，10位，12位，16位等。下文以ADC0809簡單介紹ADC工作的原理ADC0809是目前應用較為廣泛的8位D/A轉(zhuǎn)換芯片之一，單電源供電，從+5V～+15V均可正常工作，電流建立時間為1us，CMOS工藝，低功耗20mW，可雙緩沖、單緩沖或直接數(shù)字輸入。具有與微機接口簡便，轉(zhuǎn)換控制容易，使用靈活等優(yōu)點。以下為ADC0809與單片機之間的借口與時序操作圖圖5 從它的借口圖與時序看到ADC0809工作是需要接外部振蕩器與門非門等外圍器件，采用該方案會造成系統(tǒng)過于復雜增加系統(tǒng)成本降低抗干擾能力。加上其分辨率只有8位因此本設計方案中不采用該ADC采用C 8051F 內(nèi)部ADC。 C8051F內(nèi)部ADCC8051F系列內(nèi)部都有一個ADC子系統(tǒng)。除C8051F230/1/6之外由逐次逼近型ADC多通道模擬輸入選擇器和可編程增益放大器組成ADC工作在100ksps的最大采樣速率時可提供真正的8位10位或12位精度ADC完全由CIP51通過特殊功能寄存器控制系統(tǒng)控制器還可以關(guān)斷ADC以節(jié)省功耗。其內(nèi)部還有一個可編程增益放大器。 。 A/D轉(zhuǎn)換可以有4種啟動方式軟件命令定時器2溢出定時器3溢出或外部信號輸入允許用軟件事件硬件信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換或進行連續(xù)轉(zhuǎn)換一次轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生一個中斷或者用軟件查詢來判斷轉(zhuǎn)換結(jié)束在轉(zhuǎn)換完成后數(shù)據(jù)字被鎖存到特殊功能寄存器中對于10位或12位ADC可以用軟件控制數(shù)據(jù)字為左對齊或右對齊格式由上可知C8051F的內(nèi)部ADC最高分辨率為10為而ADC0809只有8位而且采用內(nèi)部ADC無需復雜的外圍電路設計加上其多種靈活的ADC觸發(fā)轉(zhuǎn)換方式為系統(tǒng)的低功耗設計提供了可能，這種有點特別是對工作在復雜環(huán)境中的移動設備具有重要意義。低成本、低功耗和對等通信，是短距離無線通信技術(shù)的三大重要特征和優(yōu)勢[3]。首先，低成本是短距離無線通信的客觀要求，因為各種通信終端的產(chǎn)銷量都很大，要提供終端間的直通能力，沒有足夠低的成本是很難推廣的。其次，低功耗是相對其他無線通信技術(shù)而言的一個特點，這與其通信距離短這個先天特點密切相關(guān)，由于傳播距離近，遇到障礙物的幾率也小，發(fā)射功率普遍都很低，通常在1毫瓦量級。短距離無線通信技術(shù)的范圍很廣，在一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息，并且傳輸距離限制在較短的范圍內(nèi)，通常是幾十米內(nèi)，就可以稱為短距離無線通信。目前幾種主流的短距離無線通信技術(shù)包括：高速WPAN技術(shù)；UWB高速無線通信技術(shù)，包括MBOFDM、DSUWB；WirelessUSB是一個全新無線傳輸標準，可提供簡單、可靠的低成本無線解決方案，幫助用戶實現(xiàn)無線功能。\Zigbee，Zigbee是一種低速短距離無線通信技術(shù)。它的出發(fā)點是希望發(fā)展一種拓展性強、易建的低成本無線網(wǎng)絡，強調(diào)低耗電、 雙向傳輸和感應功能等特色。，其物理層的標準可能采用低速UWB技術(shù)。，大多數(shù)標準的制訂工作還由藍牙開發(fā)小組SIG負責[4]。RFID是一種非接觸的自動識別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）傳輸性來實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID技術(shù)的發(fā)展得益于多項技術(shù)的綜合發(fā)展，包括芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線技術(shù)、電磁傳播技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與編碼技術(shù)等。一套典型的RFID系統(tǒng)有電子標簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能；信息處理系統(tǒng)則根據(jù)需求承擔相應的信息控制和處理工作。高速WPAN，目前主要應用于連接下一代便攜式消費和通信設備。它支持各種高速率的多媒體應用、高質(zhì)量聲像配送、多兆字節(jié)音樂和圖像文檔傳送等。低速WPAN，主要用于家庭、工廠與倉庫的自動控制，安全監(jiān)視、保健監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)視，軍事行動、消防隊員操作指揮，貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及游戲和互動玩具等方面的低俗應用。無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I域中。主要技術(shù)指標： 　　1。通訊方式：調(diào)幅AM