基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统

作者：王彦敏

来源：《山东工业技术》2019年第15期

摘要：多点无线温度监控系统主要借助温度传感器，完成多点温度数字信息采集工作，这种监控系统代替了传统的直接布线采集方式，也弥补了传统方式中的不足之处，该监控机洗主要基于单片机，在监控系统设计中，设计人员还要有效安排无线模块和数字温度传感器的位置，使其能完成无线信息采集工作，还要保证无线测温精度。该温度监控系统分为硬件和软件两部分，设计人员应基于总体方案设计内容，做好软硬件设计。

关键词：单片机；多点无线温度监控系统；设计

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.15.154

在温度信息采集中，无线温度监控系统实现了信息来源由单点向多点的转变，单片机在其中发挥了重要作用。该温度监控系统应用的单片机数量不止一个，设计人员需要妥善安排单片机的从属关系，使其能与软硬件功能相适应。另外在系统设计中，还要明确技术要点，使监控系统能实时采集信息。本文主要针对基于单片机的多点无线温度监控系统进行分析。

1 总体方案设计

多点无线温度监控系统主要包括数字温度传感器和无线模块，前者主要采取DS18B20型号，其主要完成温度测量、传感工作，其主要将温度信息传递给主机，使温度信息显示在显示屏幕中。单片机主要应用在主机内部，主机和从机通过无线模块连接在一起，两者信息交互过程便是温度传感器传感信息的过程[1]。

2 系统硬件设计

从总体设计来看，多点无线温度监控系统作用过程主要发生在主从机上，所以主机系统和从机系统是整个系统的主要分属子系统，在主机系统中，除却中央控制中心MCU外，显示屏幕及无线模块等也是主机系统重要组成部分。在从机系统中，其也存在自己的中央控制中心MCU，也有无线模块来完成传感工作，其温度检测模块数量有很多，可及时反馈不同点的温度变化，使监控系统实现多点温度信息采集目的。主机系统有一个，从机系统有多个。在系统硬件设计中，相关人员还要做好以下设计工作。

2.1 主控MCU

在主控MCU中，控制芯片为单片机，单片机型号有多种，设计人员还要站在综合角度上，设计抗干扰能力强，运行效率高的单片机。应用在该监控系统中的单片机型号为

STC89C52RC，该种单片机可以适宜多种指令代码。该主控MCU有两种周期，分别为12时钟

/机器和6时钟/机器[2]。在温度采集控制中，主控MCU可以从两种周期中选择最适合的数值。单片机的电压会对主控MCU工作电压产生影响。其工作温度范围主要在零下40摄氏度到零上85摄氏度之间。其在运行中，会在掉电模式、正常工作模式等多种模式中转换，如果监控系统外部中断，其会通知主控MCU，使其处于掉电模式。

2.2 液晶显示模块

液晶显示器主要显示不同时刻的温度采集信息，所以其分辨率要满足观看要求，其要实时显示信息，不能出现无反应、无显示问题。在该多点无线温度监控系统设计中，设计人员应合理设计其接口方式，使其实现串行多量化，如此其才能及时接收多点温度信息，该种显示模块还要具备中文字库，在人机交互图形界面中，显示中文信息，满足用户使用需求。液晶显示模块接口多，接口方式还要灵活。液晶显示模块不仅要提供数据，还要提供相关图形，反映温度变化趋势，使用户一目了然。

2.3 无线模块

无线模块型号主要为nRF24L01，其属于成品模块，可以满足高频电路走线要求，保证监控系统运行顺畅[3]。选择的无线模块主要有断电模式和空闲模式两种工作模式，与主控MCU 的工作模式相适应，其充当单片射频收发机角色，完成应答和再发射工作，其在该工作过程中的自动化程度较高。该模块在工作时主要完成温度信息传输工作，其传输速率较大。模块应用供电电压不能超过3.6V。该无线模块直接与单片机连接在一起，其在主從机系统中的应用功能不同，在主机系统中，主要承担数据接收角色，而在从机系统中，则发挥发射作用，在接收发射过程中，主从机之间也实现了信息交互。

2.4 主机报警线路

在多点温度监控中，如果某一点温度过高或过低或变化趋势较大，该线路还要好联合声光报警模块，共同辅助主机完成报警工作。

2.5 温度检测模块

该模块主要为温度传感器，其结合了数字化技术，可以实现温度测量和检测目的。其测量范围和测温分辨率还要满足要求。在设计中，主要将一根端口线作为其中央控制器，设计人员还要将其与单片机有效连接起来。

3 系统软件

软件程序也有主从之分。在主机程序设计中，需要编制液晶显示器的显示程序，使其能及时反应相关温度信息，需要对无线模块的工作程序进行编制，其在主从机中的工作模式和作用不同，编制程序也要有所不同[4]。在从机程序设计中，需要对温度检测进行设计，使其能有效监测温度信息，并将其传递给主机，主控MCU还需要按照时序来解读数据。

4 结束语

多点无线温度监控系统设计需要控制的内容比较多，设计人员需要面面俱到，控制温度采集时间节点，减少数据接收时间差并使上位机程序作用效果得到保证，如此监控系统采集的温度信息才能得到有效分析。在监控系统设计中，设计人员还要根据系统应用现状和评价结果，不断优化系统构成框架，使软硬件满足温度信息采集、分析要求。

参考文献：

[1]晏宇.基于单片机的无线温度监控系统的设计与制作[J].南昌大学，2018（04）：34.

[2]熊强强，裴慧琴，奚建平，王涛，赵慧，陈晓玲.一种智能无线多点温度监控系统的设计与实现[J].国外电子测量技术，2017，36（05）：55-58.

[3]刘晓春.基于单片机的多点无线温度监控系统[J].电子世界，2017（02）：168.

[4]蒋萧泽，王艳新，朱莉，李淑芝.基于单片机的多点无线温度监控系统[J].电子测试，2016（13）：25+27.