【正文】 圖中電容器的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 5～ 30pF,典型值為 30pF。本設計采用 12MHz晶振，電容值為 22 pF。該電路是把本人的8V直流輸入進行全橋整流，成為脈動直流，經(jīng)過，一級濾波后送至 三端穩(wěn)壓集成電路lm7805 穩(wěn)壓，再經(jīng)二級濾波后即為＋ 5V輸出，圖 45 的四個二極管組成了全橋整流電路， C1， C3 是一級濾波電容， U1 是穩(wěn)壓管 lm7805， C4 是二級濾波電容。該電路把先前轉換得到的＋ 5V 電源經(jīng)過 低壓差電壓調節(jié)器 lm1117 轉換為＋ 3V 電源。 基于無線傳感網(wǎng)絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 14 （ 1） 8051 單片機要正常工作，振蕩電路和復位電路是必不可少的，其基本電路如圖37所示。此時 I/O 線不需要強上拉，不存在電 源不足的問題。其電路圖如圖 38所示 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108 0 5 1C O N A T 6 2 B1 2 3J3D S 1 8 B 2 0V C C 圖 38測溫電路電路圖 （ 3）控制設備部分 機電學院畢業(yè)設計（論文） 15 本設計采用發(fā)光二極管來模擬報警，此部分電路圖如圖 39所示 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108051C O N A T 62 BD1L E D2KR7 圖 39 報警電路 (4）輸入部分 本設計采用三個按鍵，采用查詢方式，一個用于選擇切換設置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。 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108051C O N A T 6 2 BR610kR510kR410kS E TD O W MUPV C C+ 3 v 圖 310按鍵電路 （ 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(shù)據(jù)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(shù)據(jù) /命令選擇 RS。 基于無線傳感網(wǎng)絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 16 EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD108 0 5 1C O N A T 6 2 B12345678910111213141516L C DL C D 顯示器D0D7B L KB L AVLV D DG N DER / WRSV C C 圖 311 LCD1602液晶顯示模塊電路圖 （ 6）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 412 所示。 RS232C 接 口是目前最常用的一種串行通信接口標準，用于實現(xiàn) PC 機與終端設備之間以及 PC 機與 PC 機之間的數(shù)據(jù)通信。其中有兩種方法：一是 USART 硬件直接實現(xiàn)；一是通過定時器軟件實現(xiàn)。 RS232 標準電平采用負邏輯，規(guī)定： 3V～ 15V 之間的任意電壓 表示邏輯“ 1”， +3V～ +15V 之間的任意電壓表示邏輯“ 0”。兩者電平不匹配的，因此在應用時必須在單片機的串行通信接口接上電平轉換芯片進行電平轉換。當該芯片內部接收器檢測不到有效信號時，會自動啟動關閉功能，關閉電路板上的電源和驅動器。在設計中采用了最為典 型的連接方式，只用到了單片機 的的 TXD0（ ）和 RXD0（ ）兩個引腳，電平轉換電路原理圖如圖 313 所示。電路圖如圖 314所示。 按鍵處理子程序流程圖如圖 41 所示： 圖 41按鍵處理子程序流程圖 開始 Set鍵按下 Down鍵按下 Set再次按下 Up鍵按下 進入調整模式 正常模式 降序處理 升序處理 結束 是 否 是 是 否 是 基于無線傳感網(wǎng)絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 20 液晶顯示程序設計 將溫度傳感器 DS18B20 測量到的溫度數(shù)據(jù)轉換成液晶字符，然后設定在第一行顯示。 溫度采集程序設計 依據(jù) DS18B20 的通信協(xié)議，首先應對 DS18B20 進行復位。溫度子程序流程圖如圖 42所示： 圖 42： DS18B20溫度讀取過程流程圖 報警處理程序設計 當現(xiàn)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。具體程序如下： void Warming() {if(temp_value=maxtenp) JDQ=~JDQ。 } 發(fā)射端主程序設計 首先將 LCD1602,DS18B20,nRF24L01 初始化，進入默認的液晶顯示界面。 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(shù)據(jù)轉換成液晶字符后送到 LCD1602顯示。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。如果接受標志 RX_DR=1,讀取數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)送到 buf[2]數(shù)據(jù)區(qū)，然后把 RS_DR,TX_DS,MAX_PT 都置高為 1，以清除中斷。系統(tǒng)由 8051 單片機向數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 發(fā)送命令，讀取 DS18B20 轉換的溫度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)溫度的測量。接收端 nRF24L01 接受發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)，并由單片機讀取保存，然后可以通過串口與 PC 通信。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。 機電學院畢業(yè)設計（論文） 25 致謝 本次設計是在江明老師的悉心指導下完成的。在此我對江老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 感謝安徽工程大學機電學院所有的老師 和同學，良好的學習氛圍和學習環(huán)境是我完成四年的大學學習和本次設計的前提條件，感謝四年來你們給予我的關心和幫助！ 本次的畢業(yè)設計已經(jīng)基本結束，再一次向所有幫助我的人表示感謝！ 作者： 2021 年 6 月 12 日 基于無線傳感網(wǎng)絡的溫度監(jiān)控系統(tǒng) 26 參考文獻 [1] 宋文，王兵，周應賓等．無線傳感器網(wǎng)絡技術與應用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 2021： 29． [2] 顏振亞，鄭寶玉．無線傳感器網(wǎng)絡 [J]．計算機過程與應用， 2021， 12(15) ： 5154． [3] Akyidiz F， Cayirci E． A survey on sensor works [J]． IEEE Communication Magazine， 2021， 8(11) ： 151156． [4] Abdellah Chehri， Paul Fortier． UWBbased sensor works for localization in mining environments [J]． Ad Hoc Networks， 2021， 8（ 6）： 9871000． [5] 張兵，林建輝，伍川輝等．基于 ZigBee 技術無線傳輸網(wǎng)絡的設計與實現(xiàn) [J]．儀表 技術與傳感器， 2021， 32（ 2）： 4952． [6] 史永斌，葉湘濱，劉培亮．無線傳感器網(wǎng)絡技術研究進展 [J]．國外電子測量技術， 2021， 24（ 11）： 1923． [7] Goldsmith AJ， Wicker SB． Design challenges for energyconstrained Ad Hoc Wireless works [J]． IEEE Wireless Communications， 2021， 9（ 4）： 827． [8] 李曉維．無線傳感器網(wǎng)絡技術 [M]．北京：北京理工大學出版社， 2021 ： 129147． [9] 李棟．基于無線傳感器網(wǎng)絡的溫室監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研究 [D]．江蘇：江南大學， 2021． [10] 喻曉莉，楊健，倪彥等．溫濕度傳感器的選用及發(fā)展趨勢 [J]．自動化技術與應用， 2021， 28(2)： 107110． [11] 肖凌云．基于無線通信的家居集中控制系統(tǒng)的設計 [D]．武漢：武漢理工大學， 2021． [12] Audun Selection Guide[EB/OL]． 20211016． [13] 馬祖長、孫怡寧、梅濤 無線傳感器網(wǎng)路綜述 [J].通信學報， 2021， 25（ 004）： 114124 [14],ComputerNetworks(EIsevier)[J].journal2021