【正文】 模式下電流消耗更低。輸出功率、頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 通過(guò) SPI 接口進(jìn)行設(shè)置。 ④ nRF24L01[16]是一款工作在 ～ 世界通用 ISM 頻段的單片無(wú)線收發(fā)器芯片。只包括一個(gè) 4MHz 基準(zhǔn)晶振 (可與 MCU 共享 )、一個(gè) PLL 環(huán)路濾波器和一個(gè) VCO 電 感，收發(fā)天線合一，沒有調(diào)試部件，這給研制及生產(chǎn)帶來(lái)了極大的方便。該芯片集成了高頻發(fā)射、高頻接收、 PLL合成、 FSK 調(diào)制、 FSK 解調(diào)、雙頻道切換等功能，具有性能優(yōu)異、功耗低、使用方便等特點(diǎn)。它具有低電壓(～ )，極低的功耗， 可編程輸出功率 (20～ 10dBm)， 高靈敏度 (一般 109dBm)，小尺寸 (TSSOP 28 封裝 )，集成了位同步器等特點(diǎn)。常用的無(wú)線收發(fā)芯片主要有 ： ① CC1000 是根據(jù) Chipcon 公司的 S martRF 技術(shù)，在 工藝下制造的一種理想的超高頻單片收發(fā)通信芯片。 ④ 發(fā)射功率 ； 在同 等條件下，為了保證有效和可靠的通信，應(yīng)該選用發(fā)射功率較高的產(chǎn)品。 ② 收發(fā)芯片所需的外圍元件數(shù)量 ； 芯片外圍元器件的數(shù)量直接關(guān)系到系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本，因此應(yīng)該選擇外圍元件少的收發(fā)芯片。 無(wú)線通信模塊的 對(duì)比和 選擇 無(wú)線收發(fā)芯片的種類和數(shù)量比較多，在設(shè)計(jì)中選擇合適芯片可以提高產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約成本。 Dallas 公司的單總線技術(shù)具有較高的性能 價(jià)格比，有以下特點(diǎn) ： 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 ① 適用于低速測(cè)控場(chǎng)合，測(cè)控對(duì)象越多越顯出其優(yōu)越性 ； ② 性價(jià)比高 、 硬件施工、維修方便 、 抗干擾性能好 ； ③ 具有 CRC 校驗(yàn)功能，可靠性高 ； ④ 軟件設(shè)計(jì)規(guī)范，系統(tǒng)簡(jiǎn)明直觀，易于掌握。 溫度變換功率來(lái)源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無(wú)需額外電源，由它組成的溫度測(cè)控系統(tǒng)非常方便，而且成本低、體積小、可靠性高?？梢苑謩e在 和750ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量。 ③ DS18B20[14]是美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。 LM74 具有休眠模式，在休眠時(shí)消耗的電流不超過(guò) 10pA，適用于對(duì)功率消耗有嚴(yán)格限制 的系統(tǒng)。具有抗干擾能力強(qiáng)、分辨力高、線性度好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。AD7418 可以級(jí)聯(lián)至多 8 片在同一個(gè) I2C 總線上。 2℃ ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 30ms。其內(nèi)部包含有帶隙溫度傳感器和 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器。目前在數(shù)字溫度傳感器中采用串行總線 的 最 主要有 Philips 公司的 I2C 總線， Motorola 公司的 SPI 總線，National Semiconductor 公司的 Microwireplus 總線， Dallas Semiconductor 公司的1_Wire 總線和 Siemens 公司的 Profibus 總線等。在如此眾多的產(chǎn)品 中選擇出合適的器件，應(yīng)該把握以下幾點(diǎn) [l]:外圍電路應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單 ； 測(cè)溫的精度、分辨率要合適，以便減少不必要的電路和軟件開發(fā)成本 ； 溫度傳感器采用的總線負(fù)載能力如何，能否滿足多點(diǎn)測(cè)溫的需要 ； 占用 MCU 的 I/O 引腳數(shù)情況如何，因?yàn)?MCU 的系統(tǒng)資源非常寶貴，輸入通道有限 。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)器件的選擇 傳感器 的對(duì)比 和 選擇 隨著溫度傳感器智能化、集成化技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字式溫度傳感器也得到了快速發(fā)展，世界上許多公司推出了新型的數(shù)字溫度傳感器系列。系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)采集和接收端均采用無(wú)線收發(fā)一體芯片，微處理器 采用STC89C52 單片機(jī)。傳感器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送往無(wú)線模塊打包發(fā)出 ； 數(shù)據(jù)接收端由無(wú)線模塊、微處理器及計(jì)算機(jī)組成。數(shù)據(jù)采集端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)送 ； 數(shù)據(jù)接收端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和處理。每個(gè)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)包含的測(cè)溫儀，可能會(huì)多達(dá)上百個(gè)，作為一款商用產(chǎn)品設(shè)計(jì)，應(yīng)充分考慮成本，在滿足系統(tǒng)要求的前提下，盡量降低成本低，才能 在市場(chǎng)上更有競(jìng)爭(zhēng)力。 因此，系統(tǒng)要有一定的抗干擾性能 ， 按照要求系統(tǒng)必須在需要溫度數(shù)據(jù)時(shí)獲得相關(guān)信息，所以系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性也有很高的要求。為了保證系統(tǒng)能夠正常上作，并且盡可能減少誤測(cè)溫誤差，要求發(fā)射端與接收端之間的無(wú)線通信可靠。測(cè)溫系統(tǒng)的體積要盡可能的小，這樣才能減少占用的空間， 而且更便于安裝和更換。通過(guò)對(duì)比目前國(guó)內(nèi)外常用的元器件，著重介紹了多點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)的傳感器和 無(wú)線收發(fā)芯片的選擇。因此，系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案應(yīng)在滿足系統(tǒng)整體性能指標(biāo)的前提下，充分考慮系統(tǒng)使用的環(huán)境，所選的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，器件的選用要著眼于合適的參數(shù)、穩(wěn)定的性能、較低的功耗、低廉的成本以及較好的互換性。 ④ 軟件設(shè)計(jì)必須要有完善的思路，要充分考慮到各傳感器和無(wú)線收發(fā)器的時(shí)序，做到程序簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。 ② 在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單實(shí)用、易于實(shí)現(xiàn)，應(yīng)盡量使用各種總線技術(shù)，以節(jié)約系統(tǒng)有限的 I/O 口 資源，并使系統(tǒng)電路盡量簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)屬于無(wú)線通信系統(tǒng)，因此也需要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃赃M(jìn)行研究。 ③ 對(duì)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)實(shí)際得到的溫度數(shù)據(jù)，可以通過(guò) PC 機(jī)的超級(jí)終端和 LCD液晶進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)溫度信息的智能化管理。其簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)方法可分為： ① 采用新型的數(shù)字溫度傳感器，簡(jiǎn)化測(cè)溫電路。主機(jī)端由一塊 STC89C52，一塊 DS1302，一塊液晶和 MAX232 組成通過(guò)串口將傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，用戶可以對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)按照需要自行設(shè)定一個(gè)溫度，如果 傳輸過(guò)來(lái)的溫度比設(shè)定的溫度低，那么主機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)對(duì)當(dāng)節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行提高處理，相反當(dāng)傳輸過(guò)來(lái)的溫度比預(yù)設(shè)的溫度高，主機(jī)將會(huì)報(bào)警，并自動(dòng)啟動(dòng)降溫裝置，對(duì)該節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行降溫。 設(shè)計(jì)方法 本設(shè)計(jì)用多塊 nRF24L01 組成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) ，由一個(gè)主機(jī)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)復(fù)雜的及精度要求高的溫度控制系統(tǒng)大多采用進(jìn)口溫度控制儀表。目前，我國(guó)在溫度測(cè)控儀表業(yè)與國(guó)外的差距主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面 ： ① 行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模小，且較為分散，造成技術(shù)力量不集中，導(dǎo)致研發(fā)能力不強(qiáng)，制約技術(shù)發(fā)展。目前我國(guó)在測(cè)控儀表研究與生產(chǎn)應(yīng)用中，總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控 制器及測(cè)溫儀表來(lái)說(shuō)，總體發(fā)展水平仍然不高。溫度控制系統(tǒng)具有控制精度高、抗干擾力強(qiáng)等特點(diǎn)。 其中 以日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)家技術(shù)領(lǐng)先，都生產(chǎn)出了一批商品化、性能優(yōu)異的溫度控制儀表，在各行業(yè)廣泛應(yīng)用。該方案不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，倉(cāng)庫(kù)安裝簡(jiǎn)單方便，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、可維護(hù)性好。特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素受限不便架設(shè)線路的情況下，高效、快捷。因此，尋找一種便捷的、能夠滿足數(shù)據(jù)通信要求的無(wú)線通信技術(shù)，以解除線纜搭接復(fù)雜的困擾，成為一個(gè) 及 需解決的問(wèn)題。布置傳感器帶來(lái)的眾多的線纜不僅帶來(lái)布線復(fù)雜的不便，而且存在著短路、斷線隱患，成本高、易老化，錯(cuò)綜復(fù)雜的線路還給系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)增加了難度。這種溫度采集系統(tǒng)需要在倉(cāng)庫(kù)布置大量的測(cè) 溫電纜，安裝和拆卸繁雜。 DS1302。 nRF24L01。程序采 用靈活的 C 語(yǔ)言編寫，各發(fā)送節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)采集溫度并將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)送至主控制節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)接受管理數(shù)據(jù)并經(jīng)串口發(fā)送數(shù)據(jù)至電腦屏幕顯示或用 LCD 顯示 ,由此實(shí)現(xiàn)無(wú)線溫度自動(dòng)監(jiān)控功能。本 文 設(shè)計(jì) 了 一種 能自動(dòng)監(jiān)控大棚、倉(cāng)庫(kù)溫度的 無(wú)線溫度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng) 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)科分類號(hào)： ___________ 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 基于單片機(jī)的無(wú)線溫度自動(dòng) 監(jiān)控 系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào) 06409118 系 部： 通信與控制工程系 專業(yè)年級(jí)： 電子信息工程 2020 級(jí) 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 二 ○ 年 月 日 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的無(wú)線溫 度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 : 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，許多大棚、倉(cāng)庫(kù)的控制逐步智能化，但仍采用測(cè)溫儀器與人工抄錄、管理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法 ， 這不僅效率低，還易出錯(cuò)。主要 以 STC89C52 單片機(jī)為核心 ， 以 nRF24L01 收發(fā)器為溫度無(wú)線傳輸模塊并輔有一些外部元件 ， 加 上 一塊 DS1302 時(shí)鐘芯片 顯示時(shí)間 ，應(yīng)用 DS18B20 對(duì)溫度進(jìn)行采集，接收到的溫度數(shù)據(jù)不僅可以通過(guò) LCD 液晶顯示而且還可以通過(guò) RS232 通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)直接到 PC 機(jī)上顯示。 關(guān)鍵詞 ： 溫度傳感器； nRF24L01； 單片機(jī)； DS1302； 溫度采集 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Design of wireless temperature automatic monitor system based on microcontroller Abstract ： With the development of puter technology, espec ially microputer tec hnology, many sheds, warehouse is c ontrolled gradually intelligent, but it still uses the thermometer devic e w ith traditional methods just like artific ial transcription. This is not only ineffic ient but also errorprone. This paper designed a w ireless temperature monitoring system which can automatic ally monitor the temper ature of greenhouse and storage. This system inc lude STC89C52 MCU, nRF24L01 transceivers whic h for the w ireless transmission module and some external ponents. What’s more, w ith DS1302 to show the time and DS18B20 to c ollect the temperature. Then the temperature data is rec eived by the LCD which c an not only display the temperature but also show directly to the PC through th e RS232 munication protocol. I design the program w ith C language, make all the node collect temperature and send it through the wireless work master control node. These control node receiving management data and it send the serial data to the puter screens or w ith the LCD, so to automatic ally monitor the temperature. Key Words： temperature sensor。 microcontroller。 temperature collection 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................... 1 課題背景及目的 ........................................................................................................ 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..........................................................................