无线多点测温系统的设计与实现

摘要

二十一世纪是信息科技高速发展的时代，单片机技术、电子技术、嵌入式系统技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，在现代工业控制过程中，需要对设备运行状态、生产环境等外界因素进行实时监控，而温度是一种可以实际测量的重要参数。因此温度一词在生产生活之中出现的频率日益增多，如在工业控制过程之中，通过温度的测量与控制来保证生产的正常运行;在农业中实时监控蔬菜大棚的温度以保证蔬菜的恒温保产;在煤矿生产的各个火灾易发区域进行实时在线的温度检测来为煤矿安全生产提供保障等。因此对温度的检测和监控对于工业生产中节约能源，保证产品质量，提高生产效率非常重要，它对于国民经济的发展起到了很重要的作用。
　　本文介绍了一种基于短距离无线通信技术的多点温度测量系统的设计思路和实现方法。论文先提出了该系统的总体方案构架，重点介绍了涉及到的核心器件的主要性能特点，然后进行了硬件电路设计和各项功能相关的软件设计研究，最后对系统进行了调试分析，并提出系统存在的问题和需要改进的部分。
　　基于单片机AT89S51的多点无线测温系统主要由温度采集模块和温度接收模块两大部分构成，温度采集模块主要由温度传感器DS18B20和无线收发芯片nRF24L01为核心，完成温度数据的采集和无线发送功能，温度接收模块主要由无线收发芯片nRF24L01通过RS232串口模块，完成温度数据的无线接收并传输给PC机显示和处理。该多点无线测温系统电路可靠性高、结构简单，性能稳定，抗干扰能力强，实际发射距离大约100米，适用于短距离对多种环境温度的监测。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文的背景及研究意义

1．2 温度测量技术的发展状况

1．2．1 温度传感器的产生与发展

1．2．2 无线测温技术的产生与发展

1．3 本文的主要工作

1．4 本论文结构

2 系统总体方案设计

2．1 系统的设计要求

2．2 系统方案的确定

2．3 系统关键器件的选择

2．3．1 温度传感器的选择

2．3．2 无线收发芯片的选择

3 系统硬件电路设计

3．1 温度采集模块电路设计

3．1．1 DS18B20与单片机的连接

3．1．2 nRF24L01无线传输模块与单片机的连接

3．1．3 报警电路模块

3．2 温度接收模块电路设计

3．3 单片机最小系统电路

3．4 电源电路设计

3．5 系统总体电路原理图

3．6 系统PCB设计

4 系统软件设计

4．1 软件系统总流程图设计

4．2 测温板软件设计

4．2．1 数字温度传感器DS18B20软件设计

4．2．2 发射板无线通信模块软件设计

4．2．3 测温板程序设计

4．3 接收板软件设计

4．3．1 接收板无线通信模块软件设计

4．3．2 接收板程序设计

5 上位机接收软件的设计

5．1 单点接收显示程序

5．2 6点发射1点接收程序设计

5．3 程序清单

6 系统的安装和调试

6．1 无线测温系统电路板的焊接

6．2 无线测温系统电路板的软硬件调试

6．2．1 NRF24L01无线发射模块的调试

6．2．2 单点发送和接收的调试

6．2．3 多点发送和接收的调试

7 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

致谢

参考文献

附录