电子论文-基于nRF2401的分布式测温系统设计
基于nRF2401的分布式测温系统设计
图 1 分布式温度测试 系统基本 构成
1 1 分布式 温度 采集 系统 .
为 了能精确 反应 温度 的空 间分 布 情况 , 被测 环境 中 在
1 系 统 工作 原 理
本 系统 主要包 括 3个 部分 : 布 式 温 度 采 集 系统 、 分 无
线收发 系统 和上 位 机 系 统 。该 系统 利 用 ATME L公 司生
( ir n r l rUntAT8 S 1a dsn l hpta sev rn M coCo tol i) e 9 5 n ig ec i rn cie RF2 0 . 1 B 0wa s da e ea u esn o ,a d 4 1 DS 8 2 su e satmp rt r e s r n t etmp r tr aawa c urd b irp o es rf rp o esn n o gdsa c rn mi ig b RF 4 1 Ths h e e au ed t saq i ym co r cs o o r cs ig a d ln - itn eta s t n y n 2 0 . i e t s se u e B itra et h ih s ed cmm u iain wihP y tm s dUS efc ot ehg -p e o n nc t t C,raiigtep r o eo e l i emo i r g Th o e l n h u p s fra- m nt i . e z t o n dsa c fta s s inid o sa o t5 tr , pt 0 eeso to r ;hss se h d ahg rciaiy itn eo r n miso o rwa b u 0mee s u O 1 0m tr u d o s t i y tm a ih p a t l . n c t
基于nRF2401芯片的多路无线分布式温度测量系统设计
基于nRF2401芯片的多路无线分布式温度测量系统设计作者:秦玉龙付慧生来源:《物联网技术》2011年第09期摘要:介绍了单片无线收发器nRF2401的主要特点及工作模式。
给出了利用DSl8820数字温度传感器、ATmegal6和nRF2401实现无线分布式温度测量系统的设计方法,同时给出了系统的硬件结构以及无线收发和温度采集模块的软件工作流程。
关键词:nRF2401;DSl8820;无线通信;温度测量中图分类号:TP216文献标识码:A文章编号:2095-1302(2011)09-0050-04引言短距离多路无线通信系统不仅系统布置灵活,不受场地等条件的制约,而且还可以完全消除通信设备之间的物理连接,大大降低使用成本,因而已在现代工业生产控制中得到了广泛的应用。
本文讨论并设计了一种基于nRF2401射频无线通讯芯片的多路无线分布式温度测量系统。
该系统使用新型一线式数字温度传感器DSISB20进行温度测量,经ATmegal6单片机处理后再用射频无线收发芯片nRF2401实现测温数据的无线发送。
主控节点也使用nRF2401芯片进行无线测温数据的接收,再经ATmegal6单片机进行数据转换和处理,从而把远方4处的温度测量值巡回显示在6位LCD显示器上,也可利用按键来单独测量某一处的温度值。
该系统的总体结构框图如图1所示。
1.系统硬件设计本系统的主控节点和各测温通道均采用Armel公司开发的高性能、低功耗、高速8位处理器ATmegal6单片机作为控制器。
ATmegal6单片机不仅价格低廉,而且性能强大,能很好的完成本系统要求的控制和数据处理功能。
该单片机采用先进的RISC结构CPU内核,具备了1 MIPS/MHz的高速数据处理能力,片内不仅有32个8位通用寄存器,而且包含有16 KB容量的非易失性FLASH程序存储器和1024 B的SRAM数据存储器,并支持JTAG接口,片内资源十分丰富。
1.1数字温度传感器DSl8820及其接口电路本系统的各个测温通道中都选用了DALLAS公司生产的新一代一线式数字温度传感器DSl8820。
毕业论文——基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现
毕业设计(论文)基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现教学系:信息工程系指导教师:专业班级:学生姓名:二零一二年六月附件1毕业设计(论文)任务书附件2毕业设计(论文)开题报告注:1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计(论文)任务书,在教师的指导下由学生独立撰写,在学院规定时间内完成;2.设计的目的及意义至少800字,基本内容和技术方案至少400字;3.指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发,阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题,达到预期的目标目录摘要 (1)ABSTRAC (2)1 绪论 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 课题的国内外研究状况 (3)1.3 本课题的研究内容 (4)2系统方案分析与选择论证 (5)2.1 系统方案设计 (5)2.1.1 系统设计要求 (5)2.1.2 主控芯片方案 (5)2.1.3 无线通信模块方案 (5)2.1.4 温度传感方案 (5)2.1.5 显示模块方案 (6)2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6)2.2 系统方案确定 (6)3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8)3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8)3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8)3.1.2 引脚功能及描述 (8)3.1.3 工作模式 (9)3.1.4 工作原理 (9)3.1.5 配置字 (10)3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10)3.2 温度采集端 (11)3.2.1 采集单元 (11)3.2.2 控制单元 (15)3.2.3 显示单元 (19)3.2.4 传输单元 (19)3.2.5 报警单元 (20)3.4 电源管理 (21)3.4.1 稳压电源的组成 (21)3.4.2 电源设计 (22)3.5 看门狗电路 (22)3.6 时钟电路和复位电路 (23)4 软件编制与程序实现 (25)4.1 系统软件设计 (25)4.1.1 上位机程序设计 (25)4.1.2 下位机程序设计 (25)4.2 程序设计语言的选用 (25)4.3 测温程序设计流程 (26)4.3.1 主程序 (26)4.3.2 读出温度子程序 (26)4.3.3 温度转换命令子程序 (28)4.3.4 计算温度子程序 (29)4.3.5 显示数据刷新子程序 (29)4.4 无线通信协议 (29)4.4.1 通信信道 (20)4.4.2 数据传输协议 (29)5 系统仿真 (31)5.1 电源电路的仿真 (31)5.1.1 +5V电源电路仿真 (31)5.2 发送端温度采集与显示仿真 (31)5.3 接收端LCD1602显示温度仿真 (32)6总结与展望 (33)6.1 系统调试 (33)6.2 温度对比 (33)6.3 总结与展望 (33)参考文献 (35)致谢 (39)摘要温度是一个非常重要的参数。
基于NRF2401射频模块的温度测量系统的设计
基于NRF2401射频模块的温度测量系统的设计熊杰【期刊名称】《电脑知识与技术》【年(卷),期】2012(000)035【摘要】This Paper introduces a method about the design of the short distance wireless temperature measurement system based on nRF2401. System microcontroller and RF nRF2401 chip as the core, using the digital temperature sensor DS18B20, applica⁃tion of sensor technology and wireless transceiver technology to realize the collection of temperature and short distance wireless transmission, through the host computer software LABVIEW to display the temperature value and the curve information, so as to realize wireless data transmission.% 介绍了基于nRF2401的短距离无线温度测量系统的设计方法。
系统以单片机和射频芯片nRF2401为核心,采用数字式温度传感器DS18B20,应用传感技术和无线收发技术实现温度的采集和短距离无线传输,通过上位机软件LABVIEW显示温度值及曲线信息,从而实现无线数据传输。
【总页数】2页(P8566-8567)【作者】熊杰【作者单位】鄂东职业技术学院机电工程系,湖北黄冈 438000【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.基于nRF2401的汽车轮胎温度监测装置设计 [J], 王文虎;任艳惠;赵波2.基于nRF2401和GPRS的无线温度传输系统设计 [J], 刘斌3.基于nRF2401芯片的多路无线分布式温度测量系统设计 [J], 秦玉龙;付慧生4.基于NRF2401的无线温度传感器的设计 [J], 徐治根5.基于单片机的微型嵌入式温度测量仪的设计与实现分析基于PIN光电二极管的毫米级物体速度测量系统设计 [J], 何滔;雷富坤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
毕业论文基于nRF2401模块的无线温度监测系统设计说明
基于nRF24L01模块的无线通信系统设计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。
因此采用无线传输温度检测尤为必要。
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。
因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。
本文提出一种采用单片机AT89S52控制DS18B20实现的无线温度测量系统。
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。
无线传输采用nRF24L01模块传输。
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 AT89S52 无线传输 nRF24l01 DS18B20AbstractTemperature is a very important parameters. In the industrial, medical and military and life and many other place, it needs to use the temperature measurement device to detect temperature. The traditional direct measurement wiring does not meet the requirements, especially in some environmental bad industrial environment and outdoor environment, through the direct wiring measurement is not practical. So using wireless transmission temperature testing is necessary.At present some design can realize the wireless temperature gathering, but the price is too high, its biggest weakness. In the actual temperature control process requires both system has stability, real-time and the need to reduce power consumption. So the design of a kind of low power consumption wireless temperature detection system is very meaningful. This paper presents a USES the monolithic integrated circuit AT89S52 control DS18B20 of the realization of the wireless temperature measuring system. Through the simple wireless communication protocol, realize the reliability and power balance, the system can realize to the temperature detection, can simultaneously determine the temperature, can be realized the wireless remote control temperature detection system. Low power consumption, real-time wireless temperature detection is the biggest characteristic of the design. Wireless transmission using nRF24L01 module transmission.The system structure is simple, reliable, low power consumption, low cost, it is a kind of wireless sensor solutions.Key word:MCU AT89S52 wireless transmission nRF24l01 DS18B20目录摘要IAbstractII目录IV前言11系统方案分析与选择论证31.1 系统方案设计31.1.1 主控芯片方案31.1.2 无线通信模块方案31.1.3 温度传感方案41.1.4 显示模块方案41.1.5 单片机与PC机通信模块51.2 系统最终方案52 主要芯片介绍和系统模块硬件设计72.1 AT89S5272.1.1 单片机控制模块112.2 单片2.4GHz nRF24L01无线模块122.2.1 nRF24L01芯片概述122.2.2 引脚功能与描述122.2.3 工作模式132.2.4 工作原理142.2.5 配置字152.2.6 nRF24L01模块原理图172.3 温度传感器 DS18B20172.3.1 DS18B20管脚配置和部结构182.3.2 DS18B20的工作原理202.3.3 DS18B20的硬件设计222.4 显示模块232.4.1 接收端显示模块232.4.2 发送端显示模块232.5 报警电路232.6 接收端与PC机通信242.7 电源电路设计242.8 其他外围电路253 系统软件设计263.1 单片机软件设计263.1.1 发送端软件设计263.1.2 接收端软件设计274 系统仿真284.1 电源电路的仿真284.1.1 +5V电源电路仿真284.2 发送端温度采集与显示仿真284.3 接收端LCD1602显示温度仿真295 硬件电路板设计315.1 系统硬件原理图315.1.1 发送端原理图315.1.2 接收端原理图325.2 系统PCB图345.2.1 发送端PCB图345.2.2 接收端PCB图355.3 硬件制作355.4 硬件调试375.5 硬件调试结果376 nRF24L01应用于无线组网396.1 无线组网的意义与研究价值396.2 通信模型与协议设计39总结41致43参考文献44前言随着社会的进步和生产的需要,利用无线通信进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。
基于nRF2401芯片的多路无线分布式温度测量系统设计
基于nRF2401芯片的多路无线分布式温度测量系统设计秦玉龙;付慧生【期刊名称】《物联网技术》【年(卷),期】2011(001)009【摘要】介绍了单片无线收发器nRF2401的主要特点及工作模式。
给出了利用DS18820数字温度传感器、AT—megal6和nRF2401实现无线分布式温度测量系统的设计方法,同时给出了系统的硬件结构以及无线收发和温度采集模块的软件工作流程。
%The features and operating modes of the single chip wireless transceiver nRF2401 are introduced. The design methods of using digital temperature sensor DS18B20, ATmega16 and nRF2401 to implement wireless distributed temperature measuring system are proposed. The hardware structure of the system and the software workflow of wireless transceiving module and temperature acquisition module are presented.【总页数】4页(P50-53)【作者】秦玉龙;付慧生【作者单位】中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008;宿迁学院,江苏宿迁223800;中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TP216【相关文献】1.基于射频收发芯片nRF2401的无线智能抄表设计 [J], 范广;孙运强2.基于nRF2401收发芯片的无线温湿度采集系统 [J], 高居伟;许亮;刁修睦3.基于nRF2401和nRF24E1射频芯片的无线通信系统的设计 [J], 吴磊;江训艳4.基于CC2430的分布式无线温度测量系统设计 [J], 孟庆斌;潘勇5.基于DSP和nRF2401芯片的数字无线视频采集系统设计 [J], 张克满;史仪凯因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
(完整版)基于nRF24L01的远程温度检测系统毕业论文
基于nRF24L01的远程温度检测系统设计摘要温度检测在日常生活、工作和工程实践中具有重要的应用。
随着生活水平的提高和科学技术的进步,无论是工业还是农业或者是日常生活中对温度检测的要求越来越高。
不仅要做到低耗,还要求进行一定距离的传输。
基于这点我们运用两片主控芯片,一个温度传感器,及数码管显示部分,解决了这个日常生活工作中的问题。
出于低功耗本设计我们选择了以低功耗见长的430单片机中的F149系列作为主控芯片,工作场所的温度采集用到了温度采集芯片DS18B20来达到一定的准确度和精确度,最后采用nRF24L01模块对采集到的温度数据进行无线传输,从而打破传统温度操作受到距离限制的缺陷。
在经过软硬件测试后,我们基本实现了用温度传感器采集温度,用nRF24L01进行一定距离传输后在接受端的数码管上显示出来的模型。
传输距离>30m,温度范围达到0至125摄氏度,精度1摄氏度。
关键词: msp430f149;nRF24L01;温度;无线传输ABSTRACTTemperature measurement daily life,work and engineering practice.With the improvement of living standards and technological progress,whether industry,agriculture or daily life become increasingly demanding of temperature detection. Not only to achieve low power consumption,but also requires a certain distance transmission. For this reason we solved the problem of daily life and work using two control chips, a temperature sensor, and the led display part. For low-power design we the low-power microcontroller known for the F149 series of 430 as the master chip, temperature acquisition DS18B20 accuracy and precision, Finally nRF24L01 module temperature data collected by wireless transmission, thus breaking the distance limitations of traditional temperature operation. After software and distance>30m, temperature range 0 to 125 degrees, 1 degree accuracy.Keywords: msp430f149;nRF24L01;Temperature;Wireless目录第1章绪论 (1)1.1课题的背景与意义 (1)1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果 (2)1.3对设计任务的分析 (2)1.4预期结果 (3)1.5论文的结构安排 (3)第2章主控芯片及编程环境的介绍 (5)2.1MSP430简介 (5)2.2IAR开发软件 (7)2.3本章小结 (8)第3章硬件系统的设计与实现 (9)3.1温度采集模块 (9)3.1.1 DS18B20的管脚配置和内部结构 (10)3.1.2 单总线介绍 (11)3.1.3 DS18B20的工作原理 (12)3.2无线收发模块 (14)3.2.1 nRF24L01概述 (15)3.2.2 引脚功能及描述 (16)3.2.3 工作模式 (17)3.2.4工作原理 (17)3.2.5 配置字 (19)3.3LED显示模块 (19)3.3.1 数码管选择 (19)3.3.2 驱动电路选择 (20)3.4主控制模块(M SP430F149最小系统) (21)3.4.1下载电路 (21)3.4.2电源电路设计 (23)3.4.3 复位电路 (25)3.4.4晶振电路 (25)3.5引脚分配 (26)3.5.1 发射部分 (26)3.5.2 接收部分 (27)3.6本章小结 (28)第4章软件系统的设计与实现 (30)4.1分部分软件设计 (30)4.1.1 温度检测 (30)4.1.2无线发射模块软件设计 (31)4.1.3无线接收模块软件设计 (32)4.1.4显示模块软件设计 (33)4.2软件的总体设计 (33)4.2.1 发送部分 (33)4.2.2接收部分 (34)4.3本章小结 (35)第5章系统的调试及实验结果 (36)5.1调试步骤 (36)5.2实验结果 (36)5.3本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (41)致谢 (42)附录 (43)第1章绪论1.1 课题的背景与意义随着社会的进步和生产的需要,利用无线通信进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。
基于nRF2401的多点温湿度采集系统的设计(本科毕业设计)概要
[Abstract]Temperature and humidity is an important parameter. In the industrial, medical, military and life and many other places, we need to use temperature measuring device to detect temperature. Direct measurement of conventional wiring does not meet requirements, particularly in some harsh industrial environments and outdoor environments, measured by direct wiring unrealistic, so the use of wireless transmission temperature and humidity testing is particularly necessary.
[6]王环,张亚宁.单片机程序设计实例.清华大学出版社, 2003年
[7]张先庭.单片机原理、接口与C51应用程序设计.人民邮电出版社,2011年
[8]李学海.PIC单片机实用教程:基础篇(第2版).人民邮电出版社,2007年
[9]徐爱钧,单片机原理与应用:基于Proteus虚拟仿真技术.机械工业出版社,2010年
三、阅读的主要参考文献及资料名称
[1]谭浩强.MCS-51单片机应用教程.清华大学出版社,2004年
基于NRF24E1无线奶牛体温数据采集系统设计
2 无线数据采集收发系统的硬件设计
系 统硬 件实 现简 单 , 线 传 输 模块 采 用 无 线 收发 无 体芯 片 n F4 1 控制 无线 收发 芯 片 相应 操 作 的微 R 2E , 处 理器 采用 n F 4 I内部 集 成 的 5 R 2E 1单 片机 , 据采 数 集 端 的 A D 转 换 器 也 由 n F 4 1内部 集 成 A D转 / R 2E / 换 器完 成 。无线 传输 模 块 与 计 算 机 通过 串 口通信 , 由 芯 片 MA 3 3 X 2 2完成 接 口电平 的转 换 。
收 稿 日期 :20 0 09— 5—2 0
基 金 项 目 :国家 83课 题 (0 6 AlZ 5 ) 6 2 0 A O 2 2
作者简介 :郑艳欣 (9 3 一) 女 , 18 , 河北唐 山人 , 硕士研究生 , E—m i ( a) l
z e g a xn 9 3 sh . o h n y n i l 8 @ o u o m。
21 0 0年 3月
农 机 化 研 究
第 3期
基 于 N F E1无 线 奶 牛 体 温 数 据 采 集 系 统 设 计 R 4 2
郑 艳 欣 ,钱 东平 ,霍 晓静 ,王 辉
( 河北 农 业 大学 机 电工 程学 院 ,河 E保定 0 l0 ) 7 o 1
摘
要 : 奶 牛 体温 是衡 量 奶 牛健 康 状 况 的重 要 参 数 , 时 采 集 奶 牛 体 温 对 于判 断 奶 牛 的 健 康 状 况 有 着 重 要 意 定
测 的要 求 ,提 高 了对奶 牛 体 温数 据采 集 的 自动 性 和高 效性 。通过 芯 片 的选 型 以及 芯 片外 围 电路 的改 进 优化 了硬
基于NRF24L01+的多点无线测温系统设计
基于NRF24L01+的多点无线测温系统设计【摘要】利用NRF24L01+和AT89S51单片机构成无线测温模块,多点发送,一点接收,接收到的温度数据送到单片机,经过单片机处理后,再通过RS232串行通信发送至上位PC机接收程序加以显示。
【关键词】NRF2401+;无线测温;RS232串行通信NRF24L01+是一款功能完备的无线收发芯片,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、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。
nRF24L01+功耗低,在以-6dBm的功率发射时,工作电流也只有9mA;接收时,工作电流只有12.3mA,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
利用NRF24L01+、AT89S51单片机、DS18B20数字温度传感受器可以构成性能稳定、使用方便的无线测温模块,再编写相应的模块控制程序和上位机接收程序,就可以构成多用途的无线测温系统。
本设计的实物已经在某公司电子节能灯测试线投入实际使用,效果较好,能方便直观地监测各点温度。
也可以对硬件和软件加以适当改动,应用于其他如仓库管理、气象监测等场合。
1.硬件构成1.1 NRF24L01+简介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、频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。
NRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率发射时,工作电流也只有9mA;接收时,工作电流只有12.3mA,多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
NRF24L01+芯片共计20个引脚,各引脚排列及功能标注如图1所示。
基于nRf24E1和DS18B20温度传感器的无线测温系统
所设计的无线数传模块由单片射频收发芯片NRF401、AT89C52微控制器和MAX3316接口芯片构成,工作在433.92/434.33MHz频段;可方便地嵌入在各种测量和控制系统中进行无线数据传输,在车辆监控、无线抄表、无线232数据通信、计算机遥控遥测系统中应用。
nRF401是北欧集成电路公司(NORDIC)的产品,是一个为433MHz ISM频段设计的真正单片UHF无线收发芯片,满足欧洲电信工业标准(ETSI)EN300 200-1 V1.2.1。
它采用FSK调制解调技术,最高工作速率可以达到20K,发射功率可以调整,最大发射功率是+10dBm。
nRF401的天线接口设计为差分天线,以便于使用低成本的PCB天线。
它要求非常少的外围元件(约10个),无需声表滤波器、变容管等昂贵的元件,只需要便宜且易于获得的4MHz晶体,收发天线合一。
无需进行初始化和配置,不需要对数据进行曼彻斯特编码,有两个工作频宽(433.92/434.33MHz),工作电压范围可以从2.7-5V,还具有待机模式,可以更省电和高效。
nRF401无线收发芯片的结构框图如图1所示:内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制逻辑电路及串行接口几部分。
发射电路包含有:射频功率放大器、锁相环(PLL),压控振荡器(VCO),频率合成器等电路。
基准振荡器采用外接晶体振荡器,产生电路所需的基准频率。
其主要特性如下:工作频率为国际通用的数传频段FSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合;采用PLL频率合成技术,频率稳定性极好;灵敏度高,达到-105dBm(nRF401);功耗小,接收状态250 A,待机状态仅为8 A(nRF401);最大发射功率达+10dBm ;低工作电压(2.7V),可满足低功耗设备的要求;具有多个频道,可方便地切换工作频率;工作速率最高可达20Kbit/s(RF401);仅外接一个晶体和几个阻容、电感元件,基本无需调试;因采用了低发射功率、高接收灵敏度的设计,使用无需申请许可证,开阔地的使用距离最远可达1000米(与具体使用环境及元件参数有关)。
基于nRF2401的分布式测温系统设计
传感器技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRONIC M EASUREM EN T TEC HNOLO GY 第31卷第12期2008年12月 基于n RF2401的分布式测温系统设计丁彦闯 韦佳宏 刘广哲(大连交通大学机械工程学院 大连 116028)摘 要:利用温度传感器DS18B20、A T89S51单片机和nRF2401收发芯片设计分布式无线温度测试系统。
将温度传感器DS18B20采集到的温度数据送入单片机中进行处理,通过nRF2401实现远程数据的传输,采用USB接口与PC 机进行高速通信,从而实现实时监测环境温度的功能。
本系统在室内传输距离为50m左右,室外可达100m,具有一定的实用性。
关键词:nRF2401;无线传输;温度测试;A T89S51中图分类号:TP216 文献标识码:ADistributed temperature test system based on n RF2401Ding Yanchuang Wei Jiahong Liu Guangzhe(School of Mechanical Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian116028)Abstract:The distributed wireless temperature test system was designed by using temperature sensor DS18B20,MCU (Micro Controller Unit)A T89S51and single chip transceiver nRF2401.DS18B20was used as a temperature sensor,and the temperature data was acquired by microprocessor for processing and long2distance transmitting by nRF2401.This system used USB interface to the high2speed communication with PC,realizing the purpose of real2time monitoring.The distance of transmission indoor was about50meters,up to100meters outdoors;this system had a high practicality.K eyw ords:A T89S51;nRF2401;wireless communicate;temperature detecting0 引 言温度是环境监测的重要参数,在一些特定的场合常常需要对温度进行监测。
基于nRF24L01的多点温度采集系统设计
随着信息领域各种技术的发展,我们在数据采集方面的技术也取得了很大的进步,采集数据的信息化是目前社会的主要发展方向。
各种领域都用到了数据采集,比如石油勘探、地震数据采集领域。
随着工农业生产对温湿度的要求越来越高,准确测量温度变得非常重要。
本课题提出一种基于单片机的无线多点温度采集电路设计,该方案是利用单片机控制DS18B20温度传感器采集温度,温度采集成功后由nRF24L01无线通信模块进行数据的无线传输,在接收板上也有一块无线通信模块与它配对。
数据成功接收后由单片机去控制LCD1602液晶实时显示温度。
本系统还设定了一个温度报警,当温度超过这个界限就由蜂鸣器发出警报,当温度下降至报警温度以下时,警报自动停止。
本系统做的是多点温度采集,包括两块无线发送模块和一块无线接收模块,采集到的温度并排显示在同一个LCD1602上。
用到的主要器件是AT89S52单片机、数字温度传感器DS18B20和无线芯片nRF24L01,测量结果用LCD1602液晶显示。
关键词:单片机;多点温度采集;无线通信模块;温度报警。
Along with the development of the technology of information field, we had also made a lot of progress in data collection technology, the data gathering information is the main development direction of the society. Various fields also use the data collection, such as petroleum exploration, seismic data acquisition field. Along with increasingly demanding of the industry and agriculture production to the temperature and humidity,more accurate measurement temperature becomes very important.This topic is wireless acquisition multipoint temperature acquisition and transmission circuit design base on SCM, the project is using SCM to control the temperature sensorDS18B20 to collection temperature, use nRF24L01wireless communication module to transmit if receive temperature successfully, there is a wireless communication module pairing with it in eing SCM to control LCD1602 liquid crystal to display temperatureafter receiving temperature successfully.The system also set a warning temperature, when the temperature over the line ,the buzzer will call, when the temperature belowthe alarm temperature below, alarm will stop. This system realizes multipoint temperature gathering,including twowireless transmission module and one wireless receiving module.The temperature will show on the same LCD1602.This system’s main components is AT89S52 SCM and digital temperature sensor DS18B20 and wireless chip nRF24L01, the measured result is displaying by LCD1602.Key words:SCM; multipoint temperature gathering; wireless communication module;temperature warning.目录引言 (1)1 课题方案设计 (2)2 硬件设计 (3)2.1 电源电路 (3)2.2 温度传感器电路 (3)2.3 无线传输电路 (4)2.3.1nRF24L01无线模块组成 (4)2.3.2nRF24L01无线模块应用 (6)2.4 显示电路 (6)2.4.1字符型液晶显示模块简介 (7)2.4.2字符型液晶显示模块引脚和内部结构 (7)2.5 单片机系统 (8)2.5.1AT89S52简介 (8)2.5.2AT89S52引脚说明 (8)2.6 警报电路 (11)3 软件设计 (12)3.1 系统概述 (12)3.2 程序设计流程图 (12)3.3 DS18B20程序设计 (13)3.4 nRF24L01程序设计 (16)3.5 字符型液晶显示模块程序设计 (17)4 调试及结果 (20)5 结论 (22)谢辞 (23)参考文献 (24)附录 (25)引言21世纪的今天,科学技术的发展日新月异,科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展,现代控制设备不同于以前,它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。
nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计
nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计
nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计是一种基于
nrf24l01无线射频模块来实现从远程传感器节点获取温度数据
的系统设计方案。
这种无线温度检测系统利用射频无线传输技术,将温度信号从传感器节点发送到主控端,有效地实现远程温度检测。
该系统包含一个主控端和多个远程传感器节点,都配备
nrf24l01射频模块作为物联网接入技术。
主控端配有单片机或
微控制器,用于控制nrf24l01模块的工作,以及解析温度数据并给出显示。
而远程传感器节点也配有nrf24l01模块,每个传感器节点内部都连接有温度传感器,以及其他所需的电路,用于完成温度采集、数据处理,然后通过nrf24l01模块发送数据到主控端。
nrf24l01模块性能优异,它具有灵敏度高、传输速率快、功耗低、距离远、兼容性强、安全性高等特点,使其成为IoT物联网领域中的首选无线模块。
它支持从发射端到接收端的双向通信,能够有效抑制抗干扰能力,以确保数据的及时、准确传输。
此外,nrf24l01模块内部采用AES算法对数据进行加密,进一步提高了系统的安全性。
因此,在nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计方案中,nrf24l01模块是必不可少的核心元件。
该模块可以有效解决远
程温度检测系统射频无线传输部分的难题,确保从传感器节点发送到主控端的温度数据准确、安全、可靠地传输。
基于nRF24E1的无线测温报警系统设计
基于nRF24E1的无线测温报警系统设计
李霞;郑恩让
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)023
【摘要】本文介绍了一种基于nBF24E1芯片的无线测温报警系统.该系统能够实时采集和传送温度数据,当温度超过上限时能及时地发出声、光报警.在温度测量部分采用具有"一线总线"接口的数字传感器DS18B20,实现单线多点数据的采集.在无线传输上采用了内嵌51单片机的nRF24E1芯片.本文首先介绍了系统的硬件设计以及相关的芯片工作原理,最后给出软件设计思想以及部分程序,从而完成了无线测温报警的功能.
【总页数】3页(P305-306,166)
【作者】李霞;郑恩让
【作者单位】712081,陕西咸阳,陕西科技大学电气与信息工程学院;712081,陕西咸阳,陕西科技大学电气与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.72
【相关文献】
1.基于SMS和nRF24E1的智能家居远程监控系统设计 [J], 黄小芬
2.基于nRF24E1和DS18B20的无线测温系统 [J], 丁恩杰;踪晓志
3.基于nRF24E1的多点无线测温报警系统设计 [J], 王旭;马汝建;王洪斌
4.基于LoRa技术的储罐火灾报警无线测温系统 [J], 钱源来;沈培璐;李伟杰
5.基于LoRa技术的储罐火灾报警无线测温系统 [J], 钱源来;沈培璐;李伟杰;;;;因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于nRF24LE1的无线温度监测系统
2 1年 1月 00 2
深圳信息职业技术学院学报
J un l f h nh nIsi t f nomainTe h oo y o ra e z e tueo fr t c n lg oS n t I o
Vf . 1 8 No. 1 4 De . c 201 0
S C 2 5 2 片 机在 接 收 来 自无线 接 收 模块 发 送 T C A3 单 l
罔 1 出 了整 个 无 线 温 度监 测 系统 的功 能 结构 过来 的地址 信息 和相 应 温度 值后 ,实现将 温度值 实 给 图 ,各 个功 能模 块 的组成 及作 用 为 :
时 转发 到监 控计 算 机 的 串行 端 口处 ,同时将 各个 温
温 度进 行采 集 和传输 ,在一 定 范 围内 ,系统 可 监测 式 , 自动分 离前 导 字符 、地址 信息 、温度 值 和C C R 的被测 点可 以灵 活设 置 ,监 测报 警端 采 用 良好 的人 校 验 等 ,再 根 据 不 同 的地 址 ,找 到 数 据 中温 度 值
机 交互 界 面 ,使 得监 控 值守 人员 对各 个 被测 点 的环 是 南 系 统 中哪 个 温 度 监 测 模 块 发 送 过 来 的 。所 有 境状 态 都一 目了然 ,当温 度 达到 或超 过设 定 的报 警 地 址 信 息 和相 应 的温 度 值 ,都 会在 n F 4 E1 R 2 L 中重
储 、大 型超 市 、纺 织企 业厂 房 及高 档 办公楼 宇 等 ,
n 2 L 无 线 S 单 片 机 接 收 到包 含 温 度 值 的 有 RF 4 E1 OC
带 有无 线功 能 的温 度监 测 系统 可 以对 被 测点 的 环境 效 数 据 后 ,还 是 通过 E h n e h c B rt 收 发模 n a c dS ok usⅢ
基于NRF24L01模块的多点温度监测系统设计
基于NRF24L01模块的多点温度监测系统设计作者姓名:专业班级:指导老师:摘要温度在人们的日常生活中起着非常重要的作用,人们不但关注日常环境温度的变化,在许多领域的产业化,如工业、医疗、军事和生活等许多地方,都需要用到测设备来检测温度。
传统直接布线测量电路很复杂,容易受干扰,准确性也不高,不满足某些环境非常恶劣的工业环境和某些户外环境。
因此,选择一个性能不错的数字温度传感器和无线传输模块,简单的使用显得尤为重要。
在现代的工业控制,考虑到功耗问题也是一个重要的参数,该系统采用低耗高性微型控制器STC89C52RC和DS18B20温度传感,采用nRF24L01无线模块对温度进行短距离监控。
本次设计采用的STC89C52RC简单实用,与MCS-51操作相同。
无线数据通信收发芯片NRF24L01是一款工作在2.4〜2.5GHz功率消耗非常低的低成本无线收发器。
另外温度传感器DS18B20具有体积小,成本低,精度高等优点。
该系统功耗低,成本低,硬件电路简单,是一种可行的无线测温的设计方案。
关键词:NRF24L01;温度传感器DS18B20;STC89C52RCAbstractTemperature plays a very important role in people's daily life, people pay much attention to the daily change of environmental temperature. In many areas of industry, such as some local factories, hospitals, military and daily life, need to use test equipment to detect temperature. The traditional way of the measurement circuit is very complex, vulnerable to be distracted, and accuracy is not high, does not meet certain harsh industrial environment and some outdoor environment. Therefore, choosing a good digital temperature ,a wireless transmission module and simple to use is particularly important. In the modern industrial control, considering the power consumption is also an important parameter, the system adopts low energy consumption and high performance micro controller STC89C52RC and DS18B20 temperature sensor, and uses nRF24L01 wireless module to transmit the temperature. It is convenient to realize the remote transmission.We have adopted STC89C52RC to design this system. It’s pins and kernel are same to the MCS - 51 series. NRF24L01 wireless data communication transceiver chip is a very low power consumption and low-cost wireless transceiver, which works in 2.4 ~ 2.5 GHz. Additional temperature sensor DS18B20 is very small ,and has a low cost, high accuracy. Unique line interface effectively improves the anti-interference of the system.The system is simple, reliable and has low power consumption, low cost. It is an effective and trustworthy solution to a wireless temperature measurement .Keywords: NRF24L01; temperature sensor DS18B20; STC89C52RC目录第一章前言 (1)1.1 课题的背景与意义 (1)1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果 (1)1.3对设计任务的分析 (1)1.4 预期结果 (2)第二章总体方案设计的论证 (2)2.1 系统方案设计 (2)2.2 模块方案设计 (3)2.2.1 主控芯片方案 (3)2.2.2 无线通信模块方案 (4)2.2.3 温度传感方案 (4)2.2.4 显示模块方案 (5)第三章系统模块设计 (5)3.1 STC89C52RC主控模块设计 (5)3.2 nRF24L01无线模块设计 (7)3.2.1 nRF24L01概述 (7)3.2.2 引脚功能及描述 (8)3.2.3 工作模式 (9)3.2.4 配置字 (10)3.2.5 模块电路图与应用原理框图 (10)3.3显示电路模块设计 (12)3.3.1液晶1602显示屏的基本结构 (12)3.3.2液晶1602显示屏的工作原理 (12)3.4 温度传感器模块设计 (13)3.4.1 DS18B20的管脚配置和内部结构 (13)3.4.2 DS18B20的工作原理 (14)3.4.3 DS18B20的硬件设计 (15)第四章软件系统的设计 (15)4.1 各模块软件设计 (15)4.1.1 显示模块软件设计 (15)4.1.2 温度检测 (16)4.1.3无线发射模块软件设计 (17)4.1.4无线接收模块软件设计 (18)4.2总体的软件设计 (19)4.2.1 发送部分 (19)4.2.2接收部分 (20)4.3 本章小结 (20)第五章系统的调试及实验结果 (20)5.1 调试步骤 (20)5.2实验结果 (21)5.3本章小结 (23)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章前言1.1 课题的背景与意义在当今现代的生活中,通过无线通信来采集温度已经越来越普遍了。
基于NRF24E1无线奶牛体温数据采集系统设计
基于NRF24E1无线奶牛体温数据采集系统设计郑艳欣;钱东平;霍晓静;王辉【摘要】奶牛体温是衡量奶牛健康状况的重要参数,定时采集奶牛体温对于判断奶牛的健康状况有着重要意义.人们对于数据传输大多采用有线方式,但牛舍环境不便于铺设线缆进行数据传输.为此,本系统利用收发芯片NRF24E1进行设计,实现了奶牛体温数据采集系统与上位机进行无线通信, 满足了对奶牛体温数据实时监测的要求, 提高了对奶牛体温数据采集的自动性和高效性.通过芯片的选型以及芯片外围电路的改进优化了硬件电路,并且设计了有效的通信协议,防止传输的数据信号产生畸变并具有自动剔除错误信号的能力.该系统对多头奶牛的体温进行了测量,试验表明,本系统具有较高的实用性和可靠性, 成本低功耗低, 具有良好的应用前景.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】4页(P104-107)【关键词】nRF24E1;无线通信;奶牛体温;数据采集【作者】郑艳欣;钱东平;霍晓静;王辉【作者单位】河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001;河北农业大学,机电工程学院,河北,保定,071001【正文语种】中文【中图分类】TP202+.10 引言近年来,随着经济和社会发展以及人民生活水平的日益提高,以种植业为前提的奶牛养殖业地位作用日趋突出,受到社会的普遍关注和重视。
奶牛养殖是所有养殖业中经济效益最好的产业。
发展奶牛养殖对农业结构调整具有重要的意义和深远的影响。
奶牛养殖中奶牛的健康状况直接影响奶牛养殖的经济效益。
体温是判断机体健康状态的基本依据和指标。
正常的体温是新陈代谢最适宜的温度,体温过高或过低都会影响新陈代谢的正常进行。
因此,监测并及时正确地记录体温,对发病奶牛的诊断、及时治疗有重要意义。
在国外,将传感器和计算机相结合的奶牛体温检测技术已经成熟,其成本较高对于我国的中小型奶牛养殖场不适合。
基于NRF2401的无线温度传感器的设计论文
基于NRF2401的无线温度传感器的设计论文基于NRF2401的无线温度传感器的设计论文摘要:为了解决传统的温度传感器多点温度测量时的繁杂的布线问题,设计了一种基于单片机技术和无线通讯技术的无线温度传感器。
采用无线收发芯片NRF2401和数字温度计DSl8820构成硬件平台,通过EnhancedShockBurstTM收发模式实现对温度数据的传输,采用高增益天线使覆盖区域达到200m范围。
关键词:NRF2401;DSl8820;无线温度传感器为了解决传统的温度传感器多点温度测量时的繁杂的布线问题,从传统的温度传感器人手,设计了一种基于单片机技术和无线通讯技术的无线温度传感器,本文详细介绍系统的实现。
1系统的设计与实现1.1总体结构框架无线温度传感器的系统的总体结构主要包括两个部分:一是温度采集电路,其作用是测量温度并将测量到的温度数据发射给主机;另外一部分是温度信息处理电路,其作用是收集所有的温度信息,处理并显示出这些信息,同时还可以将这些数据传输到PC机上。
1.2数字温度计DS18820DS18820是一种分辨率可编程设置的单总线数字温度计,它的测温区间从-55℃~+125℃。
温度输出位数从9bit~12bit,用户可以通过程序来控制,将温度转化成12bit的'数字字节的最大耗时仅需750ms。
每一片DSl8820都有唯一的64位序列码,从而允许多片DS18820共存于同一根单总线上,因此用一块单片机可以控制一片区域的温度采集。
DSl8820外观和接口如图1和图2所示:它有3个引脚,1脚为GND电源地;2脚为DQ数字信号输入输出引脚,DS18820通过1根数据总线与单片机进行双向通讯;3脚为VDD外接供电电源输入端。
DS18820的供电方式有两种:一种是通过数据线提供寄生电源,此时3脚接地;另一种是直接在VDD上提供电源,供电电压范围为3.0V~5.5V。
1.3单片机的选择本系统中在温度采集电路和温度信息处理电路中都需要用到单片机,而且单片机是做为系统控制核心。
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传感器技术 电 子 测 量 技 术 EL ECTRONIC M EASUREM EN T TEC HNOLO GY 第31卷第12期2008年12月 基于n RF2401的分布式测温系统设计丁彦闯 韦佳宏 刘广哲(大连交通大学机械工程学院 大连 116028)摘 要:利用温度传感器DS18B20、A T89S51单片机和nRF2401收发芯片设计分布式无线温度测试系统。
将温度传感器DS18B20采集到的温度数据送入单片机中进行处理,通过nRF2401实现远程数据的传输,采用USB接口与PC 机进行高速通信,从而实现实时监测环境温度的功能。
本系统在室内传输距离为50m左右,室外可达100m,具有一定的实用性。
关键词:nRF2401;无线传输;温度测试;A T89S51中图分类号:TP216 文献标识码:ADistributed temperature test system based on n RF2401Ding Yanchuang Wei Jiahong Liu Guangzhe(School of Mechanical Engineering,Dalian Jiaotong University,Dalian116028)Abstract:The distributed wireless temperature test system was designed by using temperature sensor DS18B20,MCU (Micro Controller Unit)A T89S51and single chip transceiver nRF2401.DS18B20was used as a temperature sensor,and the temperature data was acquired by microprocessor for processing and long2distance transmitting by nRF2401.This system used USB interface to the high2speed communication with PC,realizing the purpose of real2time monitoring.The distance of transmission indoor was about50meters,up to100meters outdoors;this system had a high practicality.K eyw ords:A T89S51;nRF2401;wireless communicate;temperature detecting0 引 言温度是环境监测的重要参数,在一些特定的场合常常需要对温度进行监测。
很多温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。
为了能精确反应温度的空间分布情况,需要解决多点分布测量问题。
在本系统中各点的温度传感器DS18B20将采集到的温度值送给单片机进行处理,通过nRF2401实现远程无线传输,在上位机的控制系统中,采用USB口作为计算机与测控网络的接口。
本系统既能准确的测量温度的空间分布情况,又能解决测量距离上的问题。
1 系统工作原理本系统主要包括3个部分:分布式温度采集系统、无线收发系统和上位机系统。
该系统利用A TM EL公司生产的低功耗,高性能CMOS8位单片机A T89S51为控制中心,采用一线制数字温度传感器DS18B20,将采集到的温度值送入单片机中进行数据处理,利用射频收发芯片nRF2401实现数据的无线收发,上位机采用USB接口与PC进行高速通信。
系统基本构成框图如图1所示。
图1 分布式温度测试系统基本构成1.1 分布式温度采集系统为了能精确反应温度的空间分布情况,在被测环境中取8个点进行温度采集。
每个点温度的采集均由DS18B20和单片机组成。
A T89S51单片机带有4K B闪速可擦除只读存储器的低功耗、高性能CMOS结构的8位微处理器,其内部除了配有4K的FL ASH,还具有128字节的RAM、2个16位定时器/计数器,5个两级中断源结构, 32位并行输入/输出口和一个全双工的串行口,看门狗定时电路等[1]。
由于A T89S51集FL ASH、RAM、I/O、串行口于一体,所以只须配置少量的外围电路,就能构成无线收发系统,整个系统的结构十分紧凑,有助于降低功耗、提・71・ 第31卷电 子 测 量 技 术高系统的可靠性[2]。
温度传感器采用DALL AS公司生产的一线制数字温度传感器DS18B20,它具有3引脚TO-92小体积封装形式,温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出[3]。
DS18B20只有一个串行通信接口进行读写信息[4],只需和单片机的一个I/O端口(P3.0)连接即可。
1.2 无线发送/接收系统各点采集到的温度利用nRF2401无线收发芯片实现无线传输。
nRF2401是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5GHz ISM频段[5],芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。
芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便[6]。
nRF2401只需要很少的外围元件,可使用单鞭天线或环形天线,电感需要采用高Q高精度的贴片绕线高频电感,晶体需采用高稳定晶体,电容应选用高稳定贴片元件。
在本系统中nRf2401通过P2口与单片机进行通讯, A T89S51的P2.0和P2.1口分别与nRf2401的CL K1、DA TA相连接。
nRf2401的CS是片选端,CE是发送或接收控制端,PWR_U P是电源控制端,分别由单片机的P2.3、P2.4和P2.5引脚控制。
nRf2401的DR1为高时表明在接收缓冲区有数据,接单片机的P2.2。
1.3 上位机系统由于目前USB数据的高速传输功能,使得USB接口得到广泛应用,USB2.0接口还有即插即用和热插拔功能,提供内置电源,可以向外设提供5V和最多500mA的电源[7]。
因此在本系统中我们选用了PROL IFIC公司PL2303HX的USB TO RS2232转换桥芯片,它能自动完成串行通信到USB传输的转换,非常容易实现具有USB 接口的无线数据传输系统。
使用PL2303HX作为USB接口器件最大的特点是开发方便,PL2303HX具有高度的兼容驱动程序,厂商免费提供适用于Windows、Linux等操作系统的驱动程序,驱动程序将计算机的USB口虚拟成一个COM口,计算机使用普通操作串口的命令访问虚拟COM口,从而实现串行通信到USB的传输转换。
PL2303HX与A T89S51相连非常简单,只需将PL2303HX的1(TXD)、5(RXD)管脚分别与单片机的P3.0、P3.1口相连再加上少量的外围器件即可。
2 系统软件设计本系统软件采用C语言进行编程,使用K eil C进行调试。
nRF2401有4种工作模式,即收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。
其工作模式是由PWR_UP、CE和CS三个管脚决定[8],如表1中给出了nRF2401芯片的4种工作模式。
表1 n RF24014种工作模式工作模式PWR_U P CE CS收发模式110配置模式101空闲模式100关机模式0××nRF2401芯片的发射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成。
在系统工作之前可通过DA TA、CL K1串行输入120位的配置位对nRF2401进行初始化配置。
nRF2401有2种通信方式:ShockBurst TM和Direct 方式。
工作在ShockBurst TM方式时,nRF2401可以自动加载数据头,进行CRC等工作,对外部编程的工作量少,使用nRF2401的片内FIFO,数据从单片机低速读入,由nRF2401高速发送,实现了低功耗,同时其射频协议都在芯片内部处理,应用相当方便。
为此在此系统中采用ShockBurst TM方式,系统收发流程图如图2所示。
图2 系统收发流程图3 测试结果及结论硬件电路及软件设计完成后,在一封闭空间内对本系统进行了相关测试,分别在相距1m、5m和10m的情况・81・ 丁彦闯等:基于nRF2401的分布式测温系统设计第12期下各测量10次,取平均值,测试的数据见表2。
表2 无线温度采集模块测试距离测量温度值温度10次平均值1m21.321.35m 21.321.310m21.321.3 室内相距10m 范围内,传输的准确率可达99.9%以上,在室外空旷的情况下,相距50m 范围内传输的准确率可达98%以上,达到了预期的效果。
4 结 论本系统采用多路温度传感器进行数据采集,利用无线收发芯片实现下位机与上位机的远程通信,并通过PL2303HX 实现USB2.0接口。
该系统与传统的数据采集系统相比,具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势,更具有工程造价和人力资源成本低,传输数据不受地域的影响,可靠性高,免维护等优点。
参考文献[1] 朱善君,孙新亚,吉吟东.单片机接口技术与应用[M ].北京:清华大学出版社,2005.[2] 张崇,于晓琳,刘建平.单片2.4GHz 无线收发一体芯片nRF2401及其应用[J ].国外电子元器件,2004(6):33235.[3] DALL AS 公司.DS1820使用手册[Z ].DALL Scompany ,2003:1218.[4] 沙占友.中外集成传感器实用手册[M ].北京:电子工业出版社,2005.[5] 吕涛,周燕媚,郑启亮,等.基于2.4G 的检测数据无线传输模块设计[J ].仪器仪表学报,2006(S3):2982299,316.[6] nRF240x Configuration User Guide .Nordic VL S Idocument [M ].Nordic Cooperation.[7] 吴德会,石俊.基于USB 接口的无线数据采集系统设计[J ].微电子学与计算机,2005:22212.[8] 王博,李迅,马宏绪.基于nRF2401的无线数据传输系统[J ].电子工程师,2004(8):18221.作者简介丁彦闯,男,1970年8月出生,副教授,研究方向为智能仪器与测控技术。
E 2mail :dingyc @djt (上接第99页) 由以上数据可知,在2.48GHz 附近增益达到最大,而且随着中心频率向两边变化,增益也随之较快地减小,总体上说数据与期望情况相同,故系统基本满足了设计要求。