无线传输的温度检测系统设计(附件)
摘 要现如今时代发展的速度飞快，就在我们的工业生产中，对于温度控制的精确度要求显然也越来越高，所以说为了满足我们现在生产的需求，本课题设计出了关于单片机的无线传输的温度检测系统。此设计采用了单片机AT89S52作为主控芯片，由温度传感器DS18B20进行温度的采集工作，由NRF24L01实现无线传输模块的通信工作，并且结合了温度显示、报警显示等模块组成；本系统软件部分采用的是KELL软件编译下载和C语言编程。该设计经过多次试验证明了该无线传输的温度检测系统可以实现温度采集、收发、显示、报警等功能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2本课题的目的和意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4本课题主要研究的内容 1
第二章 系统的方案设计 3
2.1主控芯片方案 3
2.2无线通信模块方案 3
2.3温度传感方案 3
2.4 显示模块方案 3
2.5 系统最终方案 4
第三章 系统硬件的电路设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.1.1AT89S52简介 6
3.1.2主要性能 6
3.2 温度采集模块电路 7
3.2.1温度采集器件 7
3.2.2DS18B20的特性描述 7
3.3 无线传输模块电路 9
3.3.1nRF24l01无线模块组成 9
3.3.2nRF24L01无线模块应用 10
3.4 显示模块电路 10
3.4.1LCD1602简介 10
3.4.2LCD1602引脚和内部结构 11
3.5 报警模块电路 11
3.6 系统整体原理图 12
第四章 系统软件设计 14
4.1系统软件 14
4.2温度数据采集端软件设计 14
4.3数据接收端软件设计 16
第五章 系统硬件电路搭建与调试 18
5.1系统软件仿真 18
5.2 系统硬件电路搭建与调试
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
19
5.3 结果分析 22
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A 25
第一章 绪论
1.1课题背景
大家都知道现如今时代在发展，先进的技术也在不断的改变着这个世界，利用无线传输进行温度数据的采集的方法已经一点点的参与到我们生活生产的每一个角落了，而且对于温度检测的精确度也逐步得到了社会的重视。
在工业现场，由于很多地方的生产环境都是恶劣的，我们的相关工作人员并不能够像机器一样长时间的在那种环境中工作，这时我们需要做的就是采集现场的数据情况而传输到一个相对舒适的环境中，在这里工作人员可以将控制指令传输给现场执行模块进行各种操作。如果这样的话，数据的传输就成了一个待解决的问题，由于厂房很大、但是需要传输数据却很多，如果使用传统的有线数据传输方式就会很不方便，而且还会浪费资源，占用空间，操作难度大，如果在线路方面出现了故障，维修起来也很不方便。这时我们就需要无线传输的方式来进行温度数据的采集。
1.2本课题的目的和意义
在工业和农业生产中，对于温度的检测与控制都有很广泛应用。可是温度本身是很不容易控制的指标。如果说对温度的控制稍有不当的话，很有可能造成巨大的经济损失。而相对原始的测温方法是有线控制，这种方法实施的难度较大，而且成本高，实施起来也不方便，再加上维护成本相对较高。所以我们需要更先进的技术来解决这个问题。
时代是不断发展的，随着无线通信技术的日渐成熟，如果能将无线通信技术应用到温湿度的测量系统中去的话，这样设计的系统不仅结构很简单，而且还能灵活设置采样点，系统的适应性强。所以根据我所学的专业知识，用单片机STC89S52，无线发射模块NRF24LO1等主要元件设计了这套无线传输的温度检测系统。
1.3国内外研究现状
从目前国内的发展状况来看，对于温度的检测研究和应用已经很普遍了，但是对于无线远程控制在这方面的发展还有很大的发展空间。无线温度监控已经涉足了很多行业，农业，工业等都有应用，人们的生活质量提高了，酒店，工厂及家庭生活中都将会有它的参与，所以说无线远程温度检测将会得到更好的发展。
1.4本课题主要研究的内容
主要就是以STC89S52为系统核心的一套检测系统。主要由三个部分组成，分别是采集温度，分析数据，处理数据。
这个系统主要包括了软件的设计和硬件的组成，这个系统的硬件设计主要就是通过温度传感器采集现场的温度数据，然后再把采集到的模拟信号转化为相应的温度信号。其中STC89S52是硬件设计的核心部分，它将采集到的温度电压值经过计算机的转化可以得到相应的温度值，再将它传输到LCD上面，可以直观的看到温度值。这个系统的软件编程就是c语言程序。系统的结构小巧，方便可行，实施灵活，性能强大，性价比高，满足了当代生产和科学研究的需要。
第二章 系统的方案设计
2.1主控芯片方案
方案一：STC12C5A60S2单片机。这种芯片内部设置了SPI和ADC的接口，在它里面的时钟是不分频的，速度最高能够达到1MPS。价格适中。
方案二：MSP430F149单片机。性能高功耗低是它的特点，可是它的价格相对较高，而且它也有其他的不足，例如是贴片封装的，焊接起来很不方便，需要PCB制板来完成，所以它的制作成本被大大的增加了。
方案三：AT89S52单片机。它操作起来很方便，而且功耗低，它的价格也能够让人接受，所以它的性价比相对较高。
从性价比上综合考虑我选择方案三，即用AT89S52作为本系统的主控芯片。
2.2无线通信模块方案
方案一：CC2430无线通信，它采用的是Zigbee模式，250kbps的速度已经相当可观，它的内部是8051的内核。唯一不足的就是它的价格较贵。
方案二：GSM进行通信，虽然说它可以远距离传输，但它需要移动卫星的帮助，而且它的制作成本较大。
方案三：NRF24L01无线通信，它是一款新型的单片射频收发器件,工作于2.4?GHz～2.5?GHz?ISM频段。nRF24L01的功耗低,在以6?dBm的功率发射时，工作电流也只有9?mA;接收时，工作电流只有12.3?mA，它的多种低功率工作模式使节能设计更加的方便。而且价格也很合理。
所以我们采用方案三作为本系统的通信模块。
2.3温度传感方案
方案一：采用AD590单片集成两端感温电流源。它能够在不同的温度控制场所得到应用。但不足的是它会有差分放大器的参与，而且还需要其他的元件参与。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2本课题的目的和意义 1
1.3国内外研究现状 1
1.4本课题主要研究的内容 1
第二章 系统的方案设计 3
2.1主控芯片方案 3
2.2无线通信模块方案 3
2.3温度传感方案 3
2.4 显示模块方案 3
2.5 系统最终方案 4
第三章 系统硬件的电路设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.1.1AT89S52简介 6
3.1.2主要性能 6
3.2 温度采集模块电路 7
3.2.1温度采集器件 7
3.2.2DS18B20的特性描述 7
3.3 无线传输模块电路 9
3.3.1nRF24l01无线模块组成 9
3.3.2nRF24L01无线模块应用 10
3.4 显示模块电路 10
3.4.1LCD1602简介 10
3.4.2LCD1602引脚和内部结构 11
3.5 报警模块电路 11
3.6 系统整体原理图 12
第四章 系统软件设计 14
4.1系统软件 14
4.2温度数据采集端软件设计 14
4.3数据接收端软件设计 16
第五章 系统硬件电路搭建与调试 18
5.1系统软件仿真 18
5.2 系统硬件电路搭建与调试
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
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5.3 结果分析 22
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附录A 25
第一章 绪论
1.1课题背景
大家都知道现如今时代在发展，先进的技术也在不断的改变着这个世界，利用无线传输进行温度数据的采集的方法已经一点点的参与到我们生活生产的每一个角落了，而且对于温度检测的精确度也逐步得到了社会的重视。
在工业现场，由于很多地方的生产环境都是恶劣的，我们的相关工作人员并不能够像机器一样长时间的在那种环境中工作，这时我们需要做的就是采集现场的数据情况而传输到一个相对舒适的环境中，在这里工作人员可以将控制指令传输给现场执行模块进行各种操作。如果这样的话，数据的传输就成了一个待解决的问题，由于厂房很大、但是需要传输数据却很多，如果使用传统的有线数据传输方式就会很不方便，而且还会浪费资源，占用空间，操作难度大，如果在线路方面出现了故障，维修起来也很不方便。这时我们就需要无线传输的方式来进行温度数据的采集。
1.2本课题的目的和意义
在工业和农业生产中，对于温度的检测与控制都有很广泛应用。可是温度本身是很不容易控制的指标。如果说对温度的控制稍有不当的话，很有可能造成巨大的经济损失。而相对原始的测温方法是有线控制，这种方法实施的难度较大，而且成本高，实施起来也不方便，再加上维护成本相对较高。所以我们需要更先进的技术来解决这个问题。
时代是不断发展的，随着无线通信技术的日渐成熟，如果能将无线通信技术应用到温湿度的测量系统中去的话，这样设计的系统不仅结构很简单，而且还能灵活设置采样点，系统的适应性强。所以根据我所学的专业知识，用单片机STC89S52，无线发射模块NRF24LO1等主要元件设计了这套无线传输的温度检测系统。
1.3国内外研究现状
从目前国内的发展状况来看，对于温度的检测研究和应用已经很普遍了，但是对于无线远程控制在这方面的发展还有很大的发展空间。无线温度监控已经涉足了很多行业，农业，工业等都有应用，人们的生活质量提高了，酒店，工厂及家庭生活中都将会有它的参与，所以说无线远程温度检测将会得到更好的发展。
1.4本课题主要研究的内容
主要就是以STC89S52为系统核心的一套检测系统。主要由三个部分组成，分别是采集温度，分析数据，处理数据。
这个系统主要包括了软件的设计和硬件的组成，这个系统的硬件设计主要就是通过温度传感器采集现场的温度数据，然后再把采集到的模拟信号转化为相应的温度信号。其中STC89S52是硬件设计的核心部分，它将采集到的温度电压值经过计算机的转化可以得到相应的温度值，再将它传输到LCD上面，可以直观的看到温度值。这个系统的软件编程就是c语言程序。系统的结构小巧，方便可行，实施灵活，性能强大，性价比高，满足了当代生产和科学研究的需要。
第二章 系统的方案设计
2.1主控芯片方案
方案一：STC12C5A60S2单片机。这种芯片内部设置了SPI和ADC的接口，在它里面的时钟是不分频的，速度最高能够达到1MPS。价格适中。
方案二：MSP430F149单片机。性能高功耗低是它的特点，可是它的价格相对较高，而且它也有其他的不足，例如是贴片封装的，焊接起来很不方便，需要PCB制板来完成，所以它的制作成本被大大的增加了。
方案三：AT89S52单片机。它操作起来很方便，而且功耗低，它的价格也能够让人接受，所以它的性价比相对较高。
从性价比上综合考虑我选择方案三，即用AT89S52作为本系统的主控芯片。
2.2无线通信模块方案
方案一：CC2430无线通信，它采用的是Zigbee模式，250kbps的速度已经相当可观，它的内部是8051的内核。唯一不足的就是它的价格较贵。
方案二：GSM进行通信，虽然说它可以远距离传输，但它需要移动卫星的帮助，而且它的制作成本较大。
方案三：NRF24L01无线通信，它是一款新型的单片射频收发器件,工作于2.4?GHz～2.5?GHz?ISM频段。nRF24L01的功耗低,在以6?dBm的功率发射时，工作电流也只有9?mA;接收时，工作电流只有12.3?mA，它的多种低功率工作模式使节能设计更加的方便。而且价格也很合理。
所以我们采用方案三作为本系统的通信模块。
2.3温度传感方案
方案一：采用AD590单片集成两端感温电流源。它能够在不同的温度控制场所得到应用。但不足的是它会有差分放大器的参与，而且还需要其他的元件参与。
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