【正文】 術(shù)不斷進(jìn)步, 低功耗、體積小的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成為無線通信技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。在一些大型倉庫中，如大型糧庫、油庫，都需要進(jìn)行實(shí)時(shí)多溫度點(diǎn)的檢測及預(yù)警，以消除安全隱患[1]。 Epistemic machine。 NRF905。本文較為詳細(xì)地介紹了溫度的采集，NRF905無線模塊的使用方法以及單片機(jī)與PC機(jī)之間通過RS232串行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信的基本原理。漳州師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于NRF905的無線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)The design based on NRF905 wireless temperature acquisition system 姓 名： 學(xué) 號： 系 別： 物理與電子信息工程系 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級： 指導(dǎo)教師： xx摘要該設(shè)計(jì)是基于NRF905無線收發(fā)模塊的溫度采集系統(tǒng)。環(huán)境溫度通過數(shù)字溫度傳感器DS18B20測得，從機(jī)將采集的溫度信息處理后通過無線模塊傳送給主機(jī)，之后主機(jī)通過串口再將溫度信息發(fā)送給PC機(jī)，并通過上位機(jī)顯示，從而使系統(tǒng)起到遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境溫度的作用。關(guān)鍵詞：溫度；NRF905；單片機(jī)；上位機(jī)；AbstractThis design is based on NRF905 wireless transceiver module of temperature acquisition system. The temperature of the environment that measured through the digital temperature sensor DS18B20, and processed through the wireless module transfering to the host, which sent the temperature information to the PC machine through the serial port after again, will be displayed on puter. Thus the systems have the ability to collection remote realtime monitoring environmental temperature. In this paper it describes the temperature collection in detail, NRF905 wireless module using method and single chip microputer and PC machine through RS232 serial standards between the basic principles of munication.Key words: Temperature。 SCM。 目錄中英文摘要 I引言 11 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)指標(biāo) 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 設(shè)計(jì)思路 1 方案設(shè)計(jì)與論證 2 溫度傳感器方案論證 2 顯示模塊方案論證 2 通信標(biāo)準(zhǔn)及收發(fā)器方案論證 22 單元電路設(shè)計(jì) 3 電源模塊 3 電源模塊原理圖 3 工作原理 3 溫度采集原理圖 3 溫度采集工作原理 3 無線通信模塊 4 無線通信模塊原理圖 4 無線通信模塊工作原理 4 單片機(jī)與ＰＣ機(jī)通信模塊 5 5 5 VB上位機(jī) 53 主模塊程序流程圖 6 主程序流程圖 6 6 7 無線收發(fā)模塊流程圖 8 8 9 溫度采集流程圖 10 DS18B20讀操作程序流程圖 10 DS18B20寫操作程序流程圖 114 系統(tǒng)測試 12 系統(tǒng)性能 12 測試結(jié)果 135 結(jié)論 136 改進(jìn)意見 137 參考文獻(xiàn) 13致謝 14附錄 i引言溫度是一個(gè)重要的物理量，在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，各個(gè)環(huán)節(jié)都與溫度緊密相聯(lián)，溫度的測量及控制占據(jù)著極其重要的地位。溫室里實(shí)行溫度檢測可以確?；ɑ芑蜣r(nóng)作物的成活率，從而提高經(jīng)濟(jì)效益，由此可知溫度檢測系統(tǒng)應(yīng)用十分廣闊。在傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)中, 通常使用導(dǎo)線傳輸信號, 這種傳輸方式常常會帶來電磁干擾和信號衰減。并具有分布靈活, 使用簡單, 幾乎不受空間條件限制等特點(diǎn)。1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)任務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)無線溫度采集系統(tǒng)，從機(jī)要能夠進(jìn)行溫度采集和顯示，主機(jī)能夠和從機(jī)進(jìn)行無線通信，從機(jī)能夠?qū)囟葦?shù)據(jù)有效的傳輸給主機(jī)。 設(shè)計(jì)思路從機(jī)溫度采集系統(tǒng)的建立：由從機(jī)通過數(shù)字溫度傳感器采集溫度信息，將其對應(yīng)的溫度值通過數(shù)碼管顯示出來。主從機(jī)通信系統(tǒng)的建立：通過NRF905無線模塊，進(jìn)行主從機(jī)之間的通信。按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定系統(tǒng)由7個(gè)模塊組成：電源、單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路、按鍵、測溫電路、NRF905無線模塊、RS232串口通信及上位機(jī)。圖11 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)框圖 方案設(shè)計(jì)與論證 溫度傳感器方案論證方案一：采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20。這樣一條總線上可以掛多個(gè)DS18B20，大大節(jié)省了資源，因而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單。熱敏電阻NTC電阻值隨環(huán)境溫度的變化幅度較大，從而不需要放大電路，且熱敏電阻NTC成本低、功耗小、體積小?；谝陨戏治鰯M訂采用方案一。液晶顯示屏（LCD1602）具有輕薄短小、耗能低、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍，可視面大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)，顯示字符多，內(nèi)部自帶128個(gè)字符，也可以自己創(chuàng)建字符庫，不需要?jiǎng)討B(tài)顯示，這樣不會限制控制器的送顯時(shí)間，但價(jià)格較貴，成本太高，相對低成本的硬件設(shè)計(jì)來說不夠經(jīng)濟(jì)實(shí)用。數(shù)碼管具有：低能耗、低壓、高頻特性好，單色性好，亮度高，顯示穩(wěn)定，使用壽命長，成本低，便于廣泛使用。 通信標(biāo)準(zhǔn)及收發(fā)器方案論證方案一：采用RS232C標(biāo)準(zhǔn)。如采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。 方案二：采用RS485標(biāo)準(zhǔn)。RS485采用平衡發(fā)送和差分接收，抗噪聲干擾性好，具有抑制共模干擾的能力[3]。RS485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。由于本系統(tǒng)主機(jī)與PC機(jī)距離比較近，采用RS232標(biāo)準(zhǔn)即可滿足要求。2 單元電路設(shè)計(jì) 電源模塊 電源模塊原理圖電源模塊原理圖如圖2所示圖21 電源模塊電路 工作原理電路原理如圖2所示。其中LM7805給單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路等提供+5V電源；+。 圖22 溫度采集原理圖 溫度采集模塊 溫度采集原理圖溫度采集原理圖如圖3所示。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的一線工作協(xié)議流程是：初始化→ROM操作指令→存儲器操作指令→數(shù)據(jù)傳輸。例如＋125℃的數(shù)字輸出為07D0H（正溫度直接把16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成10進(jìn)制即得到溫度值）55℃的數(shù)字輸出為FC90H。工作于433/868/915MHz 3個(gè)ISM頻道（可以免費(fèi)使用）。功耗非常低，以10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA。2種工作模式分別是ShockBurstTM發(fā)送模式和ShockBurst RM接收模式, 2種節(jié)能模式分別是掉電和SPI編程模式、STANDBY和SPI 編程模式[4] ；nRF905的工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP3個(gè)引腳的設(shè)置來決定, 見表21。按照RS232通信要求，分別設(shè)置上下位機(jī)的數(shù)據(jù)收發(fā)波特率，數(shù)據(jù)位數(shù)等信息。 VB上位機(jī)Visual Basic是一種由微軟公司開發(fā)的包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動編程語言。它源自于BASIC編程語言。程序員可以輕松的使用VB提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序[6]。屬性設(shè)置：CommPort 設(shè)置并返回通訊端口號。PortOpen 設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)。Input 從接收緩沖區(qū)返回和刪除字符。Output 向傳輸緩沖區(qū)寫一個(gè)字符串RThreshold屬性　設(shè)置并返回接收的字符數(shù)出OnComm事件。本系統(tǒng)通過MSComm控件，開發(fā)出了一個(gè)比較簡單的可以實(shí)時(shí)顯示溫度并繪制其曲線的上位機(jī)程序。圖26 上位機(jī)界面3 主模塊程序流程圖 主程序流程圖 圖31 主機(jī)主流程圖圖32 從機(jī)主流程圖 無線收發(fā)模塊流程圖圖33 無線模塊發(fā)射流程圖圖34 無線模塊接收流程圖 溫度采集流程圖 DS18B20讀操作程序流程圖圖35 DS18B20讀操作程序流程圖 DS18B20寫操作程序流程圖圖36 DS18B20寫操作程序流程圖4 系統(tǒng)測試 系統(tǒng)性能系統(tǒng)從機(jī)能夠?qū)囟冗M(jìn)行有效的采集，并通過數(shù)碼管顯示出來，之后通過NRF905無線模塊將溫度信息發(fā)射出去；主機(jī)能夠通過NRF905無線模塊正確接收從機(jī)發(fā)來的溫度信息并在數(shù)碼管上顯示出來；主機(jī)通過串口將溫度信息傳送給PC機(jī)，并通過上位機(jī)顯示出來。 測試結(jié)果在室內(nèi)，將從機(jī)置于與主機(jī)30米左右位置處，上電后通過按鍵將從機(jī)調(diào)整到發(fā)射接收測試模塊，同時(shí)將主機(jī)也調(diào)整到發(fā)射接收測試模塊，可以觀測到主從機(jī)能夠準(zhǔn)確的通過NRF905無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)間的交換；再將主從機(jī)調(diào)整到測溫模塊，從機(jī)能夠有效的對溫度進(jìn)行有效的采集，并通過數(shù)碼管顯示出來，之后通過NRF905無線模塊將溫度信息發(fā)射出去；主機(jī)能夠通過NRF905無線模塊正確接收從機(jī)發(fā)來的溫度信息并在數(shù)碼管上顯示出來；主機(jī)通過串口將溫度信息傳送給PC機(jī)，并通過上位機(jī)顯示出來。5 結(jié)論本系統(tǒng)的重要作用在于數(shù)據(jù)的無線傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于軟件部分，由于對溫度的讀取，無線收發(fā)模塊的操作都需要較長的時(shí)間，一般都在幾百毫秒以上，系統(tǒng)又采