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。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AT89C51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：单片机无线传输 NRF24l01 DS18B20

ABSTRACT

Temperature 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 AT89C51 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 AT89C51 wireless transmission NRF24l01 DS18B20