基于单片机的无线温度采集监测报警器的设计(设计)

毕业论文(设计)

题目:基于单片机的无线温度采集监测报警器的设计

毕业论文（设计）原创性声明

本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

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毕业论文（设计）授权使用说明

本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。

作者签名：指导教师签名：

日期：日期：

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key wards (1)

前言 (2)

1 系统总体设计方案 (2)

2 主要元器件介绍 (3)

2.1 AT89S52单片机简介 (3)

2.2 nRF24L01概述 (5)

2.3 DS18B20温度传感器 (5)

3 硬件系统设计 (5)

3.1 硬件系统总体结构 (5)

3.2 无线收发模块 (6)

3.3 显示模块 (6)

3.4 声光报警电路 (6)

3.5 按键控制电路 (7)

3.6 温度采集模块 (7)

3.7 电源模块 (8)

4 系统软件设计 (8)

4.1 软件设计思路 (8)

4.2 主程序流程图设计 (8)

4.2.1 发送部分 (8)

4.2.2 接收部分 (9)

4.3 子程序设计 (10)

4.3.1 温度监测模块软件 (10)

4.3.2 无线发射模块软件设计 (10)

4.3.3 无线接收模块软件设计 (11)

4.3.4 显示模块软件设计 (11)

5 硬件功能实现 (12)

5.1 系统调试 (12)

5.2 调试结果 (12)

6 总结 (12)

参考文献 (13)

附录一 (13)

附录二 (16)

基于单片机的无线温度采集监测报警器的设计

摘要：本文介绍了由单片机、温度传感器、报警器和NRF24L01组成的专用无线温测监测报警系统。本系统以 STC89C52单片机为控制核心，利用温度传感器DS18B20完成温度的采集和数据的处理，nRF24L01实现环境温度的无线传输。本文设计一主机一从机，从机监测环境周围温度，主机显示当前监测到的环境温度值。用户可以通过按键来自定义报警上、下限值，一旦温度超过所设定的极限值，接收端单片机便启动报警系统。本系统精度高、结构简单、安全可靠、底功耗、实时性、成本底，在工业、医疗、军事和生活等许多场合都广泛应用。

关键词：1602液晶显示屏；温度传感器；单片机；报警器Remotemonitoringandalarm designmicrocontroller-based wireless

temperature

Abstract：This paper introduces the special wireless temperature and composed of single-chip microcomputer, temperature sensor,alarm and NRF24L01 monitoring alarm system.This system takes the STC89C52 single chip microcomputer as control core, using the temperature sensor to complete the processing temperature collection and data, nRF24L01 wireless transmission of en. This paper designs a host from machine, from machine monitoring environmentalironment , the host shows the current monitoring of the environment temperature. The user can through button from the definition of alarm,lower value limit,once the temperature exceeds a set value, receiver chip will activate alarm system. This system is of high precision, simple structure, safe,reliable, lowest power consumption, real-time,low cost, in the industrial, medical, military life and so on many occasions widely used.

Key words：1602 LCD screen；T emperature sensor；Single chip microcomputer；alarm

前言

温度与人类的生活息息相关。早在2000多年前，人类就开始为监测温度进行了各种努力，并开始使用温度传感器监测温度。在人类社会中，无论工业、农业、医学及环保等部门都与温度有着密切的关系。随着电子技术的发展和生产的要求，需要进行温度采集的场合越来越多，准确方便地测量温度变得非常重要。

在工业中，由于生产环境的好坏，工作人员不能在现场较长时间的观测设备是否有运行正常，就需要将采集到的数据传输到一个环境相对好的操控室中，这样就会产生数据传输的问题。由于空间大、需要传输的数据较多，使用传统的有线数据传输方式就需要很多很长的通讯线，浪费资源，占用空间大，可操作性差，容易出现错误换线的现象。而且，当数据采集点在运动状态时，环境不能铺设电缆，数据不得转让，这个时候需要使用温度采集无线传输。在农业上，传统的温度采集都是采用的人工方法，工作量大，可靠性差，无论大棚还是粮仓占地面积大，监测点分散在不同的地方，用传统的方法已经不能满足目前农业发展的需要。在日常生活中，随着人们生活水平的提升，居住条件渐渐变得智能化。现在已经有很多家庭都会在室内安装温度采集系统，其原理就是利用无线技术采集室内温度数据，并依据室内温度情况进行遥控通风等操作，自动调节室内温度，可以更好地改善人们的居住环境。

无论在工业、农业还是日常生活中，凡是布线复杂或不能布线的地方都希望可以通过无线温度监测系统来解决。无线温度监测系统的稳定性强、安全可靠，传统的方法已经不能满足当前工农业发展的需要，这样的研究也变得更加有意义了。

1系统总体设计方案

本设计采用价格便宜、操作简便，低功耗的AT89S52单片机作为主控芯片。使用DS18B20线路简单，编程容易，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便。由美国DALLAS半导体公司生产的可编程DS18B20温度传感器作为温度检测元件，测温范围为-55～125℃。它能代替模拟温度传感器和信号处理电路，直接与单片机沟通，完成温度的采集和处理。采用高速低功耗的NRF24L01无线射频模块，具有自动重发的功能、数据包识别及CRC校验功能，增强型ShockBurstTM模式可以同时控制应答及重发功能而无需增加MCU的工作量。

在主控芯片的选择上，TI公司生产的MSP430F149系列单片机是一款高性能的低功耗的16位单片机，内置高速12位ADC，但价格比较昂贵，大大增加了设计成本。所以选择价格便宜、操作简便，低功耗的传统的AT89S52单片机。

在温度传感器的选择上，AD590精度高、价格低、不需辅助电源、线性好，但是需要用到差分放大器放大和A/D转换，编程复杂。而DS18B20体积小，使用方便、经济实惠。综上考虑，DS18B20作为本设计的温度传感器。

在显示模块的选择上，LED7段数码显示管，成本低，容易显示控制，但不能够显示字符。字符液晶LCD1602能显示字符和数字等信息，价格便宜，容易控制。

本系统主要由六个模块组成：、测温电路、发送电路、接收电路、显示电路和报警电路。

（1）主控制器：由AT89S52最小系统组成，其中包括单片机，晶振电路和复位电路。

（2）发送电路和接收电路：由nRF24L01来完成无线数据的传输。

（3）测温电路：利用温度传感器DS18B20完成温度的采集和数据的处理。

（4）显示电路：显示当前所测得的温度。

（5）报警电路：当温度超过所设上下限时，蜂鸣器报警。

（6）电源模块：提供电源。