无线传感网的多点温度监控系统设计(附件)
随着科技的进步与发展，温度的测量更加要求精确。本次设计是基于单片机的多点温度监控系统，主要针对于仓库、大棚这一类的广范围的环境，进行多点的温度数据采集，监控温度变化并使环境温度保持在一定范围内，最后经过无线模块进行传输。多点的温度数据采集可以减少单个点采集所消耗的时间。系统采用单总线DS18B20温度传感器进行温度采集，同时配合低功耗、高性能的微控制器STC89C51组成稳定的监控系统，通过nRF24L01无线模块进行收发，具备远程监控功能。在温度超过设定的阈值时，通过继电器控制的升、降温设备进行调节环境温度，大大方便了人们的使用。 关键词 STC89C51，无线传感芯片nRF24L01，温度传感器DS18B20，无线传感网络目录
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究意义 3
2总体设计 4
2.1系统设计任务要求 4
2.2系统电路设计 4
3系统硬件设计 6
3.1单片机的最小系统 7
3.2无线传输模块介绍 8
3.3液晶1602显示电路 10
3.4多点温度采集模块 11
3.5温控接触器及报警模块 14
3.6按键模块 15
4系统软件设计 15
4.1接收部分程序设计 15
4.2发送部分程序设计 19
5 调试结果 21
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
附录A：硬件原理图 27
附录B：软件程序 29
附录B：软件程序（接收端） 29
附录B：软件程序（发送端） 37
1 绪论
越来越多的无线温度采集设备应用于生产生活中，方便了温度数据的同时也使得生产现场由于少了线路的铺设而变得整洁。温度的监控系统与普通的温度采集系统相比多了一个监控模块，可以通过升、降温设备进行环境温度的适度调节，使温度保持在设定的阈值内，这样可以有效的提高产品的质量。
1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
程序（接收端） 29
附录B：软件程序（发送端） 37
1 绪论
越来越多的无线温度采集设备应用于生产生活中，方便了温度数据的同时也使得生产现场由于少了线路的铺设而变得整洁。温度的监控系统与普通的温度采集系统相比多了一个监控模块，可以通过升、降温设备进行环境温度的适度调节，使温度保持在设定的阈值内，这样可以有效的提高产品的质量。
1.1概述
随着科技的进步和发展，人们的生活发生了许多改变，一些困难都可以通过科技来得到改善。无线通信的发展是一个不得不提的话题，它极大地方便了人们的生活生产，这其中的一点应用的极为普遍，那就是无线通信的温度监控。我们就从以下三个方面来谈一谈这一技术的普遍与重要性。
在工业方面，有的工厂在山区或者是一些生产条件比较恶劣的环境，工人们无法在生产现场实时观察设备的温度以及生产环境的温度，同时进行有线的数据传输成本会很高，在一些占地大的工厂内实行也不现实。于是，无线数据传输技术应运而生，在工业生产现场得到广泛的应用。此外，对于一些大型设备在生产过程中的温度监控也是相当重要的。
在农业方面，最常见的就是温室和粮仓的温度检测，但是工作人员在进行温度数据采集时会出现数据采集不到位、环境温度不适合人工作等问题。另外对于大范围的大棚种植，数据采集量大、数据复杂，单靠人力是无法做到精确的，这样影响了蔬菜水果的种植环境，影响了产品的质量。运用无线数据传输不仅节约可人力，而且采集的数据量大且精准，能够更好得控制蔬菜、水果、粮食的环境温度，使蔬菜水果更好得生产，粮食得到更好得储存。
在日常方面,经济发展使得的生活水平的提高，人们的生活条件也逐渐变得智能化。居民可以通过无线数据通信以及快速的数据分析，得出一个适合人居住的适宜的环境温度，通过自动温控以及通风系统来改善环境温度，以达到数据分析所得出的温度值。这样人们可以在家中一直享受着四季如春的环境，无须再为夏季的炎热、冬季的寒冷而烦恼。
通过以上三方面的论述，我们可以得出对于环境温度的监控是非常重要的结论。事实上，无线温度采集系统已经被大量的应用于工业，农业等许多重要领域，进行这样的研究是符合时代的潮流同时也是非常有意义的。
1.2课题研究背景
随着微型处理器以及传感器技术的迅速发展，无线传感网的应用得到了硬件的支持，可以更好得实现无线传输功能，其中无线通信技术的发展是最为关键的，使得一些很难得到的数据的问题得到了解决，一时间受到了社会的广泛关注[1]。
无线传感器网络（WSN）是信息科学的一个新的方向领域，也是传统学科之间的新兴学科和领域相交结果。它是在信息技术、感知和采集技术的一场革命，是21世纪最重要的技术。无线传感网络是一个的自组织的网络系统，通过系统网络中大量的微型传感器节点组成，这样做可以使得到的数据更加精确与全面，使与之相对应的设备能够更好得进行运作。WSN是一门交叉学科，涉及计算机、微电子、传感器等多个领域，是范围广阔、自组织、多跳的网络，其中的微型传感器节点是相同结构的、成本比较低、体积较小，大部分节点被随意撒布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间[2]。
温度是工业、农业生产中最重要的工艺参数。随着科学的不断发展，温度测量的技术也得到了不断进步，这使得对于温度数据的精度与数据的量度的要求变得更高，对于温度测量的需求也由静态的测量逐渐向动态的测量倾斜。所以,当今研究人员的研究方向就自然更多地侧重于温度传感器的动态特性,这种方式能够最大程度的改变温度传感器的性能,对于测量温度方面也是一种巨大的改变[3]。因而，温度的测量的研究是一个重要的研究课题。
1.3国内外研究现状
进行无线通信并与之相对应的监控系统中的设备间的信号传输问题，是无线网络的重要问题。这种问题主要分为信号干扰和检测设备的安装。温度监控系统分为上位机和下位机，一般情况下，温度控制与操作平台都在下位机中进行操作，如果下位机所处的环境很恶劣，同样的不适合人的话，那么整个系统也不会很好的运行。于是，改善上位机所处的环境也是相当重要的。
由于无线传感网得到广泛的关注，所以对其研究的人力、物力投入很大，使得无线传感网的技术发展迅速，并在很多领域都得到了应用。其中应用的深度、广度最大的还是是在军事领域上。尤其是在美国的军事领域，美国对于在军事上运用无线网络技术可谓是非常的积极与主动，通过以下几个实例就可以看出：美国陆军的“灵巧传感网络通信”、“无人值守地面传感器群”、“战场环境侦察与监视系统”；美国海军的“传感网络系统”和“网状传感器系统CEC”。这些都可以看出美军对于无线传感网的应用是全方位、多角度的，说明了相比于其他技术，无线传感网技术根据有优势[4]。
不仅是在比较特殊的军事领域得到广泛的应用，而且在比较普通的民用方面，无线传感网也同样有着广泛的运用。其中最需要专注的便是美国交通部的国家智能交通系统，该项目是从1995年开始，预计在2025年投入使用，该项目的主要功能是通过无线传感网来进行智能交通管制，从而减少了交通部人力、物力的投入，使得交通运输网的运用效率更高。其他的基于无线传感网的应用还有监控粉尘的MOTE、Smart dust系统等。这些都是关注于人们的生活质量的应用，值得被研究与发展。
无线传感网是在现代刚刚得到研究，并应用于实际生产生活方面的。我国后知后觉，采取积极有效的方法，进行自己的科学探索，为的就是在与发达国家展开竞争中
1绪论 1
1.1概述 1
1.2课题研究背景 2
1.3国内外研究现状 2
1.4课题研究意义 3
2总体设计 4
2.1系统设计任务要求 4
2.2系统电路设计 4
3系统硬件设计 6
3.1单片机的最小系统 7
3.2无线传输模块介绍 8
3.3液晶1602显示电路 10
3.4多点温度采集模块 11
3.5温控接触器及报警模块 14
3.6按键模块 15
4系统软件设计 15
4.1接收部分程序设计 15
4.2发送部分程序设计 19
5 调试结果 21
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
附录A：硬件原理图 27
附录B：软件程序 29
附录B：软件程序（接收端） 29
附录B：软件程序（发送端） 37
1 绪论
越来越多的无线温度采集设备应用于生产生活中，方便了温度数据的同时也使得生产现场由于少了线路的铺设而变得整洁。温度的监控系统与普通的温度采集系统相比多了一个监控模块，可以通过升、降温设备进行环境温度的适度调节，使温度保持在设定的阈值内，这样可以有效的提高产品的质量。
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*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
程序（接收端） 29
附录B：软件程序（发送端） 37
1 绪论
越来越多的无线温度采集设备应用于生产生活中，方便了温度数据的同时也使得生产现场由于少了线路的铺设而变得整洁。温度的监控系统与普通的温度采集系统相比多了一个监控模块，可以通过升、降温设备进行环境温度的适度调节，使温度保持在设定的阈值内，这样可以有效的提高产品的质量。
1.1概述
随着科技的进步和发展，人们的生活发生了许多改变，一些困难都可以通过科技来得到改善。无线通信的发展是一个不得不提的话题，它极大地方便了人们的生活生产，这其中的一点应用的极为普遍，那就是无线通信的温度监控。我们就从以下三个方面来谈一谈这一技术的普遍与重要性。
在工业方面，有的工厂在山区或者是一些生产条件比较恶劣的环境，工人们无法在生产现场实时观察设备的温度以及生产环境的温度，同时进行有线的数据传输成本会很高，在一些占地大的工厂内实行也不现实。于是，无线数据传输技术应运而生，在工业生产现场得到广泛的应用。此外，对于一些大型设备在生产过程中的温度监控也是相当重要的。
在农业方面，最常见的就是温室和粮仓的温度检测，但是工作人员在进行温度数据采集时会出现数据采集不到位、环境温度不适合人工作等问题。另外对于大范围的大棚种植，数据采集量大、数据复杂，单靠人力是无法做到精确的，这样影响了蔬菜水果的种植环境，影响了产品的质量。运用无线数据传输不仅节约可人力，而且采集的数据量大且精准，能够更好得控制蔬菜、水果、粮食的环境温度，使蔬菜水果更好得生产，粮食得到更好得储存。
在日常方面,经济发展使得的生活水平的提高，人们的生活条件也逐渐变得智能化。居民可以通过无线数据通信以及快速的数据分析，得出一个适合人居住的适宜的环境温度，通过自动温控以及通风系统来改善环境温度，以达到数据分析所得出的温度值。这样人们可以在家中一直享受着四季如春的环境，无须再为夏季的炎热、冬季的寒冷而烦恼。
通过以上三方面的论述，我们可以得出对于环境温度的监控是非常重要的结论。事实上，无线温度采集系统已经被大量的应用于工业，农业等许多重要领域，进行这样的研究是符合时代的潮流同时也是非常有意义的。
1.2课题研究背景
随着微型处理器以及传感器技术的迅速发展，无线传感网的应用得到了硬件的支持，可以更好得实现无线传输功能，其中无线通信技术的发展是最为关键的，使得一些很难得到的数据的问题得到了解决，一时间受到了社会的广泛关注[1]。
无线传感器网络（WSN）是信息科学的一个新的方向领域，也是传统学科之间的新兴学科和领域相交结果。它是在信息技术、感知和采集技术的一场革命，是21世纪最重要的技术。无线传感网络是一个的自组织的网络系统，通过系统网络中大量的微型传感器节点组成，这样做可以使得到的数据更加精确与全面，使与之相对应的设备能够更好得进行运作。WSN是一门交叉学科，涉及计算机、微电子、传感器等多个领域，是范围广阔、自组织、多跳的网络，其中的微型传感器节点是相同结构的、成本比较低、体积较小，大部分节点被随意撒布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间[2]。
温度是工业、农业生产中最重要的工艺参数。随着科学的不断发展，温度测量的技术也得到了不断进步，这使得对于温度数据的精度与数据的量度的要求变得更高，对于温度测量的需求也由静态的测量逐渐向动态的测量倾斜。所以,当今研究人员的研究方向就自然更多地侧重于温度传感器的动态特性,这种方式能够最大程度的改变温度传感器的性能,对于测量温度方面也是一种巨大的改变[3]。因而，温度的测量的研究是一个重要的研究课题。
1.3国内外研究现状
进行无线通信并与之相对应的监控系统中的设备间的信号传输问题，是无线网络的重要问题。这种问题主要分为信号干扰和检测设备的安装。温度监控系统分为上位机和下位机，一般情况下，温度控制与操作平台都在下位机中进行操作，如果下位机所处的环境很恶劣，同样的不适合人的话，那么整个系统也不会很好的运行。于是，改善上位机所处的环境也是相当重要的。
由于无线传感网得到广泛的关注，所以对其研究的人力、物力投入很大，使得无线传感网的技术发展迅速，并在很多领域都得到了应用。其中应用的深度、广度最大的还是是在军事领域上。尤其是在美国的军事领域，美国对于在军事上运用无线网络技术可谓是非常的积极与主动，通过以下几个实例就可以看出：美国陆军的“灵巧传感网络通信”、“无人值守地面传感器群”、“战场环境侦察与监视系统”；美国海军的“传感网络系统”和“网状传感器系统CEC”。这些都可以看出美军对于无线传感网的应用是全方位、多角度的，说明了相比于其他技术，无线传感网技术根据有优势[4]。
不仅是在比较特殊的军事领域得到广泛的应用，而且在比较普通的民用方面，无线传感网也同样有着广泛的运用。其中最需要专注的便是美国交通部的国家智能交通系统，该项目是从1995年开始，预计在2025年投入使用，该项目的主要功能是通过无线传感网来进行智能交通管制，从而减少了交通部人力、物力的投入，使得交通运输网的运用效率更高。其他的基于无线传感网的应用还有监控粉尘的MOTE、Smart dust系统等。这些都是关注于人们的生活质量的应用，值得被研究与发展。
无线传感网是在现代刚刚得到研究，并应用于实际生产生活方面的。我国后知后觉，采取积极有效的方法，进行自己的科学探索，为的就是在与发达国家展开竞争中
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