基于NRF905无线收发芯片温度监测无线通信系统的设计

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1、基于NRF905无线收发芯片温度监测无线通信系统的设计设计与总结报告目录摘要31方案论证与比较31.1温度采集方案设计41.2显示部分方案设计41.3无线接收发射方案设计51.4上位计算机通信方案设计52硬件电路设计52.1温度采集模块工作原理与计算52.1.1工作原理52.1.2温度计算62.2显示模块电路62.3无线发射接收模块72.3.1SPI接口设计82.3.2工作模式92.3.3工作电源92.3.4NRF905无线收发工作参数102.4上位计算机通信模块112.4.1串口通信的工作参数1

2、13软件设计113.1主程序设计113.1.1被监测端（发射端）113.1.2监测端（接收端）133.6计算机监控软件设计144系统测试154.1测试所使用的仪器154.2软硬件测试154.2.1显示（LCD1602）测试及数据154.2.2温度采集测试及数据164.2.3无线接收发送测试及数据164.2.4上位计算机通信测试及数据175总结1733附录18计算机监控软件使用说明：18被检测端（发射端）主程序：18检测端（接收端）主程序：21计算机监控软件主程序：24基于NRF905无线收发芯片温

3、度监测无线通信系统的设计摘要本系统采用NRF905无线收发模块实现了被监测端（发射端）至监测端（接收端）的单工数据传输。被监测端以单片机AT89S51为核心，使用DS18B20温度传感器进行数据的采集;AT89S51对采集到的温度进行处理，然后通过NRF905把温度数据发送给监测端。监测端采用NRF905内置的CRC检测，从而保证数据的准确。通过LCD1602液晶显示器来实现数据的显示；通过MAX232芯片实现与上位计算机通信的功能；可以同时放置若干个监测端（接收端）从而实现多点监测。1方案论证与

4、比较针对题目要求，经过分析，系统主要包括温度传感器、无线收发模块、单片机控制模块、显示模块及上位计算机通信模块。系统采用软件工程的UML建模语言进行建模，系统的设计框图如图1.1：33图1.1“操作人员”给“控制器”上电，“控制器1”以串口方式读取“温度采集”模块的数据，经“控制器1”处理，处理后的温度数据传输给“本地显示”模块以进行显示，最后在通过“无线发射”模块把温度数据发送出去。“无线接收”模块接收到温度数据后传输“控制器2”，“控制器2”进行数据处理，处理后的温度数据传输给“本地显示”模块

5、以进行显示，然后再通过串口通信，把温度数据传输给上位计算机的“PC温度监控”模块，计算机内部处理后显示在计算机屏幕上，以便“监控人员”进行监控。1.1温度采集方案设计温度采集模块是系统设计的重点之一，直接影响整个系统对环境温度变化的反应速度、采集准确度以及精度等指标。【方案一】采用数字温度传感器DS18B20，具有连接简单、采集速度快、精度高等特点。它采用单线总线与单片机相连（和地线），这允许在许多不同地方放置温度传感器。它可在1秒内把温度变换为数字，采集速度较快能及时反应温度的变化。最高12位温

6、度读数，精度可达到0.0625摄氏度，温度采集范围-55～125摄氏度，在很多场合下都能使用，并且价格低，很容易买到。【方案二】采用模拟传感器。虽然它能及时的反应出温度变化，但是它的精度较低，并且还要使用A/D转换器，这样增加了成本和控制的难度，所以采用方案一。1.2显示部分方案设计显示部分能在本地及时的显示出当前的温度，方便操作人员了解本地的温度。【方案一】采用LCD液晶显示屏，它是以若干个5X10点阵块组成，能显示英文字符和数字。具有低功耗、长寿命、高可靠性、清晰、体积小等特点。【方案二】采用

7、LED八段显示器。虽然LED具有原理简单、显示快速等特点。但是它不能显示英文字符，如果使用锁存方式显示，增加了电路难度。不使用锁存方式则增加了控制的难度。所以采用方案一。331.3无线接收发射方案设计无线接收发射是系统设计的重点之一，它是连接监测端和被监测端的桥梁。无线模块对环境比较敏感，同时，无线模块的功耗、传输距离也是影响系统可用度的一个因素。所以必须选用能自己检测传输错误，并且功耗较小、传输距离长的无线模块。【方案一】采用NRF905无线收发芯片。具有体积小、功耗低、发射电流小、抗干扰能力强

8、、发射速率高等特点，同时自带CRC检测，传输距离可达300M。【方案二】采用PTR2000进行温度的发送和接收，该方案具有模块体积超小型，超低功耗，高速率，抗干扰能力强，开阔地时的使用距离最远可达1000米，但接收到发射的转换时间较长，不能及时传输时空变化的温度，所以采用方案一。1.4上位计算机通信方案设计【方案一】采用MAX232串口通信芯片。具有电路简单、编程容易等特点，并且价格便宜，容易买到。【方案二】采用USB通信。采用此方案技术难度较大，编程困难。所以采用方案一。综上所述