無線溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(參考版)
2025-07-03 01:21本頁面
【正文】 感謝在本科學習期間給我諸多教誨和幫助的工學院的各位老師，是你們讓我在校期間學會許多專業(yè)知識，才使得這次設(shè)計可以順利完成。感謝和我一起生活四年的室友，在我遇到不解時，是你們和我不斷討論，遇到挫折時，不斷鼓勵我。除此以外自己的實驗技能有了很大的提高。馬老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度，督促我完成這篇畢業(yè)設(shè)計。致謝經(jīng)過一個學期的努力，論文終于順利地完成。在老師和同學們的幫助下，我完成了本次設(shè)計，本設(shè)計可以實現(xiàn)溫度的無線采集和實時顯示，并且相當精確。例如：添加語音播報功能；添加超高溫報警功能等。另外由于本次設(shè)計的程序使用C語言編程，由于許多模塊本身自帶語言，大大減小了編程的難度。結(jié)論本系統(tǒng)能較好地完成一個半雙工無線數(shù)據(jù)傳輸工作，在空曠地帶數(shù)據(jù)傳輸平均有效距離為200m；在復(fù)雜環(huán)境下，由于發(fā)射接收模塊屬于微功率器件，一般數(shù)據(jù)傳輸有效距離在20m50m 之間。在使用nRF905進行無線傳輸時，使用的程序就是模塊自帶的程序，我所要做的就是進行稍許修改，并進行調(diào)用函數(shù)。特別是當與單片機進行通信的話，選用這種晶振比較好。地線應(yīng)構(gòu)成閉環(huán)形式，提高了電路的抗干擾能力，電路提供的電源是具有穩(wěn)壓作用的+5V電源。SPI口的讀寫操作如圖15和圖16所示。首先必須設(shè)置器件的發(fā)送/接收模式才能保證有效的數(shù)據(jù)發(fā)送接收。初始化判斷是否有數(shù)據(jù) Y接收數(shù)據(jù) 判斷數(shù)據(jù)格 N 丟失式是否正確 Y顯示圖13 接收模塊主程序與發(fā)送模塊相同，在接收模塊軟件設(shè)計中，同樣要先將nRF905設(shè)置為接收狀態(tài)，TRX_CE=1，TX_EN=0，這樣主機才能從nRF905讀取數(shù)據(jù)。初始化測溫濕度 判斷SHT10 Y是否出錯 N顯示溫濕度 無線發(fā)射延時100ms圖10 采集模塊主程序在進行采集模塊軟件設(shè)計時，要將nRF905設(shè)置為發(fā)送狀態(tài)，TRX_CE=0，TX_EN=1，如圖12所示。 采集模塊軟件設(shè)計首先初始化SHT10將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳送至單片機。見附錄A和附錄B。圖9 LCD1602模塊電路圖為了能夠判斷無線溫濕度傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否正確，我們在數(shù)據(jù)采集模塊也設(shè)計了一個液晶顯示電路，通過采集模塊和接收模塊顯示的溫濕度數(shù)據(jù)對比，來判斷傳輸是否準確。第15腳：背光源正極。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。表3 LCD1602引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極第1腳：VSS為地電源。 LCD1602液晶顯示本設(shè)計可以采用的顯示芯片包括：數(shù)碼管、點陣、LCD160LCD12864，其中數(shù)碼管價格便宜，但是只能顯示數(shù)字，點陣顯示的精度不夠，LCD1602和LCD12864都是既能顯示文字又能顯示數(shù)字，LCD12864的屏幕較大價格也較貴，由于本次設(shè)計只要求顯示溫度和濕度，考慮到成本、精度、美觀等方面的因素，本設(shè)計采用LCD1602顯示，經(jīng)過無線傳輸后，溫、濕度數(shù)據(jù)信息將在1602液晶顯示芯片上進行顯示，1602液晶顯示芯片采用標準的16腳接口。 當正在接收一個數(shù)據(jù)包時，TRX_CE或TX_EN引腳的狀態(tài)發(fā)生改變，nRF905立即把其工作模式改變，數(shù)據(jù)包則丟失。 圖7 電壓轉(zhuǎn)換電路5 接收模塊硬件電路設(shè)計nRF905接收上位機發(fā)射的數(shù)據(jù)，將其傳輸至下位機的LCD1602顯示溫度和濕度,下面將主要介紹nRF905的接收過程和液晶顯示電路。 nRF905通過SPI接口和微控制器進行數(shù)據(jù)傳送，通過ShockBurstTM收發(fā)模式進行無線數(shù)據(jù)發(fā)送，收發(fā)可靠，使用方便。然而，在ShockBurstTM收發(fā)過程中，TX_PAYLOAD、RX_PAYLOAD、TX_ADDRESS和RX_ADDRESS 4個寄存器使用字節(jié)數(shù)由配置字決定。狀態(tài)寄存器包含數(shù)據(jù)準備好引腳狀態(tài)信息和地址匹配引腳狀態(tài)信息；射頻配置寄存器包含收發(fā)器配置信息，如頻率和輸出功能等；發(fā)送地址寄存器包含接收機的地址和數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器包含待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的信息，如字節(jié)數(shù)等；接收數(shù)據(jù)寄存器包含要接收的數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)等信息。當nRF905處于空閑模式或關(guān)機模式時，SPI接口可以保持在工作狀態(tài)。 器件配置 所有配置字都是通過SPI接口送給nRF905。在空閑模式下，nRF905內(nèi)部的部分晶體振蕩器處于工作狀態(tài)。進入關(guān)機模式后，nRF905保持配置字中的內(nèi)容，但不會接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)。 （2）nRF905的節(jié)
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