【導讀】無線傳感器網絡課程設計?！跓o線傳感器網絡的智能灌溉系統(tǒng)設計。學院____信息工程學院。專業(yè)____電子信息工程。學生姓名_______郝占奎。指導教師吳丹劉君玲

　　

【正文】 報警溫度和當前溫度，另外兩個用于設置報警溫度的加和減。如圖 所示。 18 圖 （ 5）顯示部分 本設計在溫度測量部分采用 LCD1602 液晶顯示模塊 來顯示溫度， ,P0 由上拉電阻提高驅動能力，作為數據輸出并作為 LCD 的驅動， P2 口的 ~ 分別作為 液晶顯示模塊 的使能信號 E，讀 /寫選擇 R/W，數據 /命令選擇 RS。具體電路如圖 所示。 圖 LCD1602 液晶顯示模塊電路圖 （ 7）無線通訊部分 本設計采用 nRF24L01 無線射頻芯片進行通訊，具體電路如圖 所示。 19 圖 nrf24L01無線傳輸電路 基于無線傳感器網絡的溫度采集系統(tǒng)的硬件原理圖 將 節(jié)的各種模塊連接起來編構成基于無線傳感器網絡的溫度采集系統(tǒng)的硬件原理圖，詳見附錄 。 基于無線傳感器網絡的溫度采集系統(tǒng)的制作步驟： （ 1）利用 protel 軟件生成電路布線圖。如附錄 3 (2)將生成的電路布線圖利用打印機打印在轉印止上。 （ 3）講打印好的轉印紙貼在覆銅板上，再利用制板及講轉印紙上的墨粉附再覆銅板上 。 （ 4）將附有墨粉的覆銅板放進三氯化鐵溶液中腐蝕。 （ 5）再腐蝕好的電路板的焊盤上鉆孔。 （ 6）焊接電路板。 20 第四章 系統(tǒng)的軟件設計 本設計設置三個獨立式按鍵，分別為 模式選擇按鍵 SET，升序按鍵 UP，降序按鍵 DOWN，每按 SET 鍵后，進入調整模式，開始判斷 UP 鍵和 DOWN 鍵是否按下，并進行相應的按鍵處理，再按下 SET 時為確認，返回正常模式。 按鍵處理子程序流程圖如圖 所示： [8][9][10] 開 始S E T 鍵 按 下 ？進 入 調 整 模 式升 序 處 理降 序 處 理U P 鍵 按 下 ？D O W N 鍵 按 下 ？S E T 鍵 再 次 按 下 ？ 正 常 模 式結 束是否是是否否否是 圖 處理子程序流程圖 21 將溫度傳感器 DS18B20 測量到的溫度數據轉換成液晶字符，然后設定在第一行顯示。將設定的報警溫度數據轉換成液晶字符，設定在第二行顯示。 依據 DS18B20 的通信協議，首先應對 DS18B20 進行復位。由于本設計只用一片 DS18B20，故跳過讀取序列號，然后發(fā)送讀取溫度寄存器命令，延時一定時間后，分兩次分別讀取出溫度的低位和高位，然后放到一個字節(jié)里面。溫度子程序流程圖如圖 所示： 開 始初 始 化跳 過 讀 序 列 號讀 取 溫 度 寄 存 器讀 取 溫 度 高 位讀 取 溫 度 低 位結 束延 時 1 0 0 m s 圖 ： DS18B20溫度讀取過程流程圖 22 報警處理程序設計 當現在溫度值大于設定上限值（或者小于設定下限值時）執(zhí)行相應的控制命令。本設計用發(fā)光二極管發(fā)亮表示報警輸出。具體程序如下： void Warming() {if(temp_value=maxtenp) JDQ=~JDQ。 else JDQ=0。 } 首先將 LCD1602,DS18B20,nRF24L01 初始化，進入默認的液晶顯示界面。掃描按鍵：如果 SET 鍵按下，進入調整模式，設定報警溫度。 DS18B20 讀取溫度，如果測取溫度值超過報警溫度，進行報警處理，如果沒超過報警溫度，把溫度數據轉換成液晶字符后送到 LCD1602顯示。然后把溫度送入發(fā)射緩存器， nRF24L01 設置為發(fā)射模式，開始發(fā)射處理。如果收到應答，置位 TX_DS；如果沒接受到應答，返回進行重發(fā)，設定最多重發(fā) 10 次。 23 發(fā)射端主要程序流程圖如圖 開 始初 始 化進 入 默 認 液 晶 顯 示S E T 鍵 按 下 ？ 調 整 模 式讀 取 溫 度顯 示 處 理溫 度 數 據 送 入 發(fā)射 緩 存 器應 答 是 否 接 受 到 ？置 位 T X _ D S , I R Qn R F 2 4 L 0 1 設 置 為發(fā) 射 模 式否是否是S E T 鍵 再 次 按 下 ？是否是 否 超 過 報 警 溫 度報 警 處 理是否 圖 ，發(fā)射端主程序流程圖 24 第五章 結論 本設計是基于 nRf24L01 的遠程溫度的測量和監(jiān)控，廣泛應用 于電力工業(yè)，煤礦，糧食存儲，火災等場合。系統(tǒng)由 8051 單片機向數字式溫度傳感器 DS18B20 發(fā)送命令，讀取 DS18B20 轉換的溫度數據，從而實現溫度的測量。當測量溫度超過設定的報警溫度時，發(fā)光二級管亮。然后 8051 把溫度數據送到發(fā)射端 nRf24L01 的發(fā)射緩存器， nRF24L01通過無線方式把溫度數據發(fā)射出去。接收端 nRF24L01 接受發(fā)送過來的溫度數據，并由單片機讀取保存。本文采用模塊化的方式進行敘述，分方案設計，硬件設計，軟件設計對各模塊進行了詳細的闡述。 經過這次畢業(yè)設計，我系統(tǒng)的溫習的大學學到的各種 知識，學會了怎么有效地查閱資料和利用圖書館和數據庫的資料，怎么分析和制定實驗方案，以及怎么使用 protel仿真軟件和 keil 開發(fā)工具。通過這次畢業(yè)設計，我發(fā)現只有將理論知識和實踐結合一起，學習才更加有效，學習也更有樂趣。 25 參考文獻 [1]李善倉 張克旺編著 無線傳感器網絡原理及應用 機械工業(yè)出版社 . [2] 李廣弟等 .單片機基礎 . 北京航空航天大學出版社 .2020:1838 [3] 杜樹春 編著 .單片機 C 語言和匯編語言混合編程實踐 . 北京航空航天大學出版社 .2020:3838. [4] 哈爾濱 訊通科技 nRF24L01 數據 手冊 ， 編號 ： 080306nRF24L01. [5] 鄭阿奇 .單片機應用實踐教程 .電子工業(yè)出版社 . [6]王為青 邱 文勛 編著 51 單 片機應 用開 發(fā)案例 精選 人民 郵電出 版社 2020:145158,103112. [7]沙占友等 編著 單片機外圍電路設計 電子工業(yè)出版社 2020:58. [8]張崇等．無線收發(fā)一體芯片 nRF2401 及其應用．容聲電子技術網． 2020． 26 附錄 1 給予無線傳感器網絡的智能灌溉的發(fā)射模塊的硬件原理圖 27 附錄 2 給予無線傳感器網絡的智能灌溉的接受模塊的硬件原理圖 28 附錄 3 接收模塊和發(fā)射模塊的 PCB 圖