(完整版)基于单片机的无线远程温度监控系统毕业设计论文

编号：本科毕业设计

基于单片机的无线远程温度监控系统设计

系院：信息工程学院

姓名：

学号：

专业：通信工程

年级：2008级

指导教师：

职称：副教授

完成日期：2012年5月

摘要

本文论述的远程温度控制是将无线发射与接收和自动控制相结合的一种控制。基于这种技术，本系统以AT89S51系列单片机为控制单元，采用Dallas单线数字温度传感器DS18B20和无线收发模块NRF24L01对试验现场温度数据进行远程无线测量与控制。整个系统包括主、从两个子系统，其中主系统完成对试验现场设定温度值、设定值显示、实际值显示、失控报警和接收数据功能；子系统完成温度采集、温度控制和发送数据功能。该系统结构简单实用、功能齐全，通用性强，可被应用于许多工业生产领域，它可使操作人员与恶劣的工作环境分离开来，实现生产自动化，提高企业的生产效率。

关键词：AT89S51；温度传感器；NRF24L01；显示；报警

Abstract

The long-distance temperature controlling this paper presents is a technology of linking wireless receiving and sending to automation. Based on the technology, the system is based on the control of AT89S51 SCM, using Dallas single line digital thermometer DS18B20, wireless receiving and sending module NRF24L01 to test and control the temperature data of a experiencing place. The whole system consists of the main system and subsystem. The main system completes the functions of initializing and displaying the temperature value, displaying actual temperature, alarming when it is out of control, and receiving. The subsystem completes the functions of receiving, and temperature collecting, controlling, and sending. The design concludes that this system using. It can be widely used in lots of industrial producing and controlling fields, applying this system can depart operators from execrable environment, realize producing automation, and improve corporation’s producing efficiency.

Key words: AT89S51; Temperature senior; NRF24L01; Display; Warning

目录

1 绪论 (1)

1.1 选题的目的和意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (1)

1.3 本设计主要研究内容 (2)

2 设计要求与方案论证 (3)

2.1 设计要求 (3)

2.2 系统基本方案选择和论证 (3)

2.2.1 单片机芯片选择方案与论证 (3)

2.2.2 温度采集模块选择方案与论证 (3)

2.2.3 无线收发模块的选择方案与论证 (4)

2.2.4 显示模块的选择方案与论证 (4)

2.2.5 报警模块的选择方案与论证 (4)

2.3 电路设计最终方案的确定 (5)

3 系统的硬件设计与实现 (6)

3.1 系统硬件概述 (6)

3.2 主要单元电路的设计 (6)

3.2.1 单片机主控制模块的设计 (6)

3.2.2 温度采集电路模块的设计 (7)

3.2.3 无线收发电路模块的设计 (8)

3.2.4 显示电路模块的设计 (10)

3.2.5 报警电路模块的设计 (11)

3.2.6 电路原理及说明 (12)

4 系统程序的设计 (13)

4.1 主程序的设计 (13)

4.2 发射系统程序的设计 (16)

4.3 传输程序的设计 (16)

4.4 温度采集程序的设计 (17)

4.5 显示程序的设计 (18)

5 仿真与调试 (20)

6 结论 (23)

参考文献 (24)

致谢 (25)

附录 (26)

1 绪论

1.1选题的目的和意义

温度是工业生产中常见的被控参数之一。从食品生产到化工生产，从燃料生产到钢铁生产等等，无不涉及到对温度的控制，可见，温度控制在工业生产中占据着非常重要的地位，而且随着工业生产的现代化，对温度控制的速度和精度也会越来越高。近年来，温度控制领域发生了很大的变化，工业生产中对温度的控制不再局限于近距离或者直接的控制，而是需要进行远距离的控制，这就产生了远程温度控制。

远程控制的通信方式有多种，如通过有线网络、无线电等等。每一种方式都有其优点和缺点。利用无线电通信，方便、灵活，而且经济。它不需要像有线网络控制耗费巨大的通信资源，也不受网络速度的影响。

在温度控制的方法上，传统的控制方法(包括经典控制和现代控制)在处理具有非线形或不精确特性的被控对象时十分困难。而温度系统为大滞后系统，较大的纯滞后可引起系统不稳定。

在温度采集方法上，通常是利用热电偶把热化为电信号，再通过AD 转换得到温度值。这种方法速度慢，而且精度不是很高。综合上面的考虑，本次毕业设计设计了基于无线电通信的远程温度控制系统。

现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制，早期温度控制主要应用于工厂中，例如钢铁的水溶温度，不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现，这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好的服务于社会。