无线温度传感器.doc

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1、目录1.系统总体设计：12.硬件设计：22.1主控芯片：22.2无线模块：22.3串口通信模块：22.4温度采集模块：22.5Labview上位机模块：32.6显示模块：33.总体结构框图：34.软件流程图：45.硬件设计图：56.结束语：9摘要：温度是一个非常重要的参数。在工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测温装置来检测温度。传统直接布线测量不满足要求，特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境，通过直接布线测量不现实。因此采用无线方式传送温度检测尤为必要。目前有些设计能够实现无线温度采集，但价格过高是其最大的缺点。在实际温度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要降低功耗。因

2、此设计一种低功耗的多点无线温度检测系统很有意义。本文提出一种采用低功耗单片机STC89C52实现的多点无线温度测量系统。通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对温度的检测，能够同时进行多点温度检测，是可以实现远程控制的无线温度检测系统。低功耗、实时性的无线温度检测是该设计的最大特点。该系统结构简单，可靠，功耗较低，成本低，是一种无线传感器的解决方案。关键字：单片机无线传输温度传感器1.系统总体设计：温度系统需要在建造过程中安装，而在现有的设备中实现这类系统通常安装过程非常复杂，或者费用不菲。同时，这类系统采集到的信息通常受到本身结构的限制。布线一旦固定，无法改定传感器布局

3、，无线就可以轻松完成布局，可以移动采集。节点可以通过无线发送到汇聚节点，汇聚节点也对接收数据处理，通过LCD显示，同时再由串口（RS232C实现串口电平转换）传送到中心控制PC平台上，通过labview处理相应数据，可以完成相应显示及控制功能。通过有LABVIEW主机，可以实现很大扩展功能，包括建立数据库，互联网访问。节点采用四节干电池供电,由于电池的能量有限。所以在进行设计的时候,节能是需要优先考虑的问题。节能设计的基本原则是:单片机以最快的速度执行任务,一旦可能就进入节能模式。节点退出休眠后，DS18B20转换完成后再启动射频模块，完成后关闭射频模块nRF24L01，系统进入休眠模式，直

4、到休眠规定时间。为了降低系统的功耗，在休眠时间，单片机进入空闲方式，功耗降低为正常工作的15%，nRF24L01进入掉电模式，nRF24L01降至900nA，节点的主要功耗在于LDO。当节点进入转接模式时候，通过对通信双方时序控制，可以逐渐减小等待时间，使双方时序同步，减小双方的功耗。节点带有简单转接功能，可以实现与汇聚节点断开时候，数据可以通过其他节点转接。扩大每个汇聚节点的接收范围，同时提高了系统可靠性。提供转接需要消耗部分电量，接收其他节点信息的时序控制要控制到好，不能消耗大量电量在提供转接上面。当然，这是一个简单的传感器网络，只是提供转接功能，不具有智能网的智能入网功能。纠错功能也很

5、简单，数据纠错为差错删除，在收端对出错的数据进行删除。2.硬件设计：2.1主控芯片：STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能的微处理器。采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8根引脚，共32根。2.2无线模块：nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurstTM模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器、解调器。输出功率

6、、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为-6dBm时电流消耗为9mA，接收模式时为12.3mA。掉电模式和待机模式下电流消耗为900nA。2.3串口通信模块：在温度采集过程中，由于系统随时需要将采集到的温度数值通过PC机上的Labview界面进行显示，因此需要在PC机和单片机之间进行相互通信。由于单片机的TTL逻辑电平和RS-232C的电气特性完全不同，RS-232C的逻辑0电平规定为+3V～+15V之间，逻辑1电平为−3V～−15V之间，因此在将PC和单片机的RXD和TXD交叉连接时必须进行电平转换，这里使用的是MAX232电平转换芯片

7、这样就可以实现单片机与PC机之间的相互通信。2.4温度采集模块：传统的温度检测大多以热敏电阻为传感器，但热敏电阻可靠性差、测量温度准确率低，且必须经过专门的接口电路转换为数字信号后才能由微处理器进行处理。本次温度采集部分是由温度传感器DS18B20来完成的，选用12位分辨率，精度为±0.5°C，测温范围为-55°C~+125°C。它是最新型的数字化温度传感器，是单总线1-Wire器件家族中的一员。它使用一种片