基于AT89S51和nRF905的无线温度检测系统设计_王军敏
第３９卷第７期 ２
０１３年７月工矿自动化
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
ａｎｄ Ｍｉｎｅ ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＶｏｌ．３９Ｎｏ．７
Ｊｕｌ．２０１３
文章编号：１６７１－２５１Ｘ（２０１３）０７－００９３－０４ ＤＯＩ：１０．７５２６／ｊ
．ｉｓｓｎ．１６７１－２５１Ｘ．２０１３．０７．０２６王军敏，袁书卿，卞和营．基于ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统设计［Ｊ］．工矿自动化，２０１３，３９（７）：９３－
９６．基于ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统设计
王军敏， 袁书卿， 卞和营
（平顶山学院电气信息工程学院，河南平顶山 ４６７０００
） 摘要：
针对传统温度检测系统中有线数据传输方式存在布线复杂、成本高等问题，设计了一种基于ＡＴ８９Ｓ５１单片机、数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０和无线射频收发芯片ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统。该系统利用ＤＳ１８Ｂ２０测量现场温度，通过ｎＲＦ９０５完成无线数据传输，利用ＡＴ８９Ｓ５１实现对温度数据的处理以及与计算机的通信，从而实现了多点温度数据采集和远距离无线传输。
关键词：温度检测；无线传输；多点采集；ＡＴ８９Ｓ５１；ＤＳ１８Ｂ２０；ｎＲＦ９０５ 中图分类号：ＴＤ６５５ 文献标志码：Ａ 网络出版时间：２０１３－０７－０２
１４：４７ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：
／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１６２７．ＴＰ．２０１３０７０２．１４４７．０２６．ｈｔｍｌＤｅｓｉｇｎ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙ
ｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＴ８９Ｓ５１ａｎｄ ｎＲＦ９０５ＷＡＮＧ Ｊｕｎ－ｍｉｎ， ＹＵＡＮ Ｓｈｕ－ｑｉｎｇ， ＢＩＡＮ Ｈｅ－ｙｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇ
ｓｈａｎ ４６７０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｉｒｉｎｇ
ａｎｄ ｈｉｇｈ ｃｏｓｔ ｏｆ ｗｉｒｅｄ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＴ８９Ｓ５１ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ＤＳ１８Ｂ２０ａｎｄ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｃｈｉｐ
ｎＲＦ９０５．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ ｕｓｅｓ ＤＳ１８Ｂ２０ｆｏｒ ｓｉｔｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｓ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｂｙ
ｎＲＦ９０５，ａｎｄ ｕｓｅｓ ＡＴ８９Ｓ５１ｆｏｒ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ａｃｈｉｅｖｅｓｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｏｎｇ
－ｄｉｓｔａｎｃｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗ
ｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＡＴ８９Ｓ５１；ＤＳ１８Ｂ２０；ｎＲＦ９０５收稿日期：２０１３－０４－
１５。基金项目：河南省科技计划重点项目（１０２１０２２１０４２１
）。作者简介：王军敏（１９８２－），男，河南叶县人，讲师，硕士研究生，研究方向为信号检测与处理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｊ
ｕｎｍｉｎ２０００＠１６３．ｃｏｍ。０ 引言
目前，在工农业生产和生活中，经常需要对现场温度进行实时检测。传统的温度检测和数据传输主要采取电缆等有线传输的方式，存在布线复杂、成本高等缺点，尤其在一些环境恶劣的工业现场，采用人工方式直接测量温度更加不方便。针对以上问题，本文以ＡＴ８９Ｓ５１单片机、ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器和ｎＲＦ９０５射频收发芯片为核心，设计了一种无线温度检测系统，该系统部署方便，不需布线即可检测多
点的温度数据，克服了有线网络的缺点，大大降低了布线成本，提高了系统的可靠性。１ 系统总体设计
基于ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统由单片机、温度传感器、无线收发模块和计算机等部分组成，如图１所示。该系统利用温度传感器实现对多点现场温度的检测，将采集的温度数据送入单片机进行处理；单片机控制温度的现场显示、超限报警，并将温度数据传送给ｎＲＦ９０５芯片；ｎＲＦ９０５
芯片负责将温度数据调制成射频信号并通过天线发射出去，另一端的ｎＲＦ９０５芯片通过天线接收射频信号，并解调成单片机能够识别的信号；最后，单片机通过ＲＳ４８５总线将温度数据传送给主控计算机，
以便对温度数据进行分析处理、存储和显示［
１］
。图１ 基于ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统组成
２ 硬件设计
２．１ 温度检测、
显示和报警电路以单片机为控制核心的温度检测与显示电路如图２所示
。
图２ 温度检测与显示电路
单片机选用ＡＴ
８９Ｓ５１，它具有低功耗模式及看门狗定时器，支持ＩＳＰ编程。在单片机最小系统中，采用ＲＣ复位电路，时钟信号由外部１２ＭＨｚ晶振电路提供。
测温器件采用单总线数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０，
它可以直接将测量的现场温度转换成串行数字信号提供给单片机处理，
其测温范围为－５５～１２５℃，精度为０．５℃，
同时具有微型化、功耗低、抗干扰能力强等优点。每个ＤＳ１８Ｂ２０都有一个唯一的序列号存在于其内部ＲＯＭ中，单片机通过发出匹配的ＲＯＭ指令可选中指定的ＤＳ１８Ｂ２０
进行访问［２］
。因此，可将多个ＤＳ１８Ｂ２０串接起来，
实现对多点现场温度的测量。在本系统中，将多个
ＤＳ１８Ｂ２０分别与ＡＴ８９Ｓ５１单片机的Ｐ１口相连，通过单片机的Ｐ１口与ＤＳ１８Ｂ２０的ＤＱ端进行数据通信，ＤＳ１８Ｂ２０采用外部供电方式，即将ＤＳｌ８Ｂ２０的ＶＣＣ端口接外部电源，ＧＮＤ端口接地。
选用液晶显示器ＬＣＤ１６０２显示温度数据。
ＬＣＤ１６０２可以灵活显示多种文字，
显示屏体积小，功耗低。图２中ＬＣＤ１６０２的Ｄ０—Ｄ７端与单片机的Ｐ０．０—Ｐ０．７管脚相连，作为ＬＣＤ１６０２的数据输
入端；控制端口ＲＳ，ＲＷ，Ｅ分别与单片机的Ｐ３．５，Ｐ３．６，Ｐ３．７管脚相连，通过单片机控制ＬＣＤ１６０２的工作状态。
温度超限报警电路如图３所示。当ＤＳ１８Ｂ２０检测到现场温度超过设定的温度范围时，通过单片机的Ｐ３．４管脚输出高电平，经过三极管放大后驱动蜂鸣器进行温度超限报警
。
图３ 温度超限报警电路
２．２ 射频收发芯片接口电路
ＡＴ８９Ｓ５１单片机与ｎＲＦ９０５射频收发芯片的接口电路如图４所示
。
图４ 单片机与射频收发芯片的接口电路
通过ＡＴ
８９Ｓ５１单片机的Ｉ／Ｏ口可控制ｎＲＦ９０５的模式接口、ＳＰＩ接口、状态接口。其中，ＡＴ８９Ｓ５１的Ｐ２．０—Ｐ２．２管脚分别与ｎＲＦ９０５的
ＰＷＲ＿ＵＰ，ＴＲＸ＿ＣＥ，ＴＸ＿ＥＮ模式接口相连，实现对ｎＲＦ９０５工作模式的控制；Ｐ２．３—Ｐ２．６管脚分别
与ｎＲＦ９０５的ＣＳＮ，ＳＣＫ，ＭＯＳＩ，ＭＩＳＯ接口相连，实现和ｎＲＦ９０５的数据传输；Ｐ３．０—Ｐ３．２端口分别与ＡＭ，ＤＲ，ＣＤ状态接口相连，其中ＡＭ接口用于检测目的地址与本机地址是否匹配，ＤＲ接口用于判断数据收发是否完成，ＣＤ接口用于载波检测。
·
４９·工矿自动化
２０１３年第３９卷
ｎＲＦ９０５使用ＳＰＩ总线接口和单片机进行数据交换以及参数配置。由于ＡＴ８９Ｓ５１没有ＳＰＩ接口，因此，利用单片机的Ｐ２口模拟ＳＰＩ协议与ｎＲＦ９０５进行通信。ｎＲＦ９０５有４种工作模式，即掉电模式、待机模式、Ｓｈｏｃｋ Ｂｕｒｓｔ ＴＭ发射模式和ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ ＲＭ接收模式，可通过设置管脚ＴＲＸ＿ＣＥ，ＴＸ＿ＥＮ，ＰＷＲ＿ＵＰ的状态来选择相应的模式［３］，具体见表１。
表１ ｎＲＦ９０５的工作模式设置
ＰＷＲ＿ＵＰ ＴＲＸ＿ＣＥ ＴＸ＿ＥＮ工作模式０Ｘ Ｘ掉电模式
１ ０ Ｘ待机模式
１ １ ０接收模式
１ １ １发射模式
当发送数据时，ＡＴ８９Ｓ５１通过Ｐ２．３—Ｐ２．６模拟的ＳＰＩ接口将数据传给ｎＲＦ９０５，再将ＴＲＸ＿ＣＥ，ＴＸ＿ＥＮ置高电平来激活ｎＲＦ９０５的发射模式。当接收数据时，利用ＡＴ８９Ｓ５１将ＴＲＸ＿ＣＥ置高电平，ＴＸ＿ＥＮ置低电平，则ｎＲＦ９０５进入接收模式，可以接收数据。
３ 软件设计
３．１ 温度检测与显示流程
由于现场温度通常是缓慢变化的，因此，每隔一段时间Ｔ采集一次温度，Ｔ值可以根据需要自行设定，本系统设Ｔ＝５ｓ。其他时间可使ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５进入低功耗模式，以降低功耗。
温度检测是在ＡＴ８９Ｓ５１单片机的控制下进行的。ＡＴ８９Ｓ５１利用模拟串口对数字温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０进行操作，首先读出每个ＤＳ１８Ｂ２０的序列号，并对ＤＳ１８Ｂ２０进行初始化；然后发送１条匹配ＲＯＭ指令，并发出启动温度转换命令；当ＤＳ１８Ｂ２０接收到温度转换命令后，开始启动转换；转换完成后，ＡＴ８９Ｓ５１可通过ＤＳ１８Ｂ２０的ＤＱ端读出１６ｂｉｔ的温度数据；最后，将检测到的温度值送给ＬＣＤ１６０２进行现场显示。温度检测与显示流程如图５所示。
３．２ 数据发送流程
利用ｎＲＦ９０５实现温度数据无线发送的工作流程如图６所示，具体步骤：
（１）当ｎＲＦ９０５发送数据时，单片机首先将ＰＷＲ＿ＵＰ置１、ＴＲＸ＿ＣＥ置０，使ｎＲＦ９０５处于待机模式，然后将接收端的地址和待发送的数据通过ＳＰＩ接口写入ｎＲＦ９０５内部相应的寄存器中
。
图５ ＤＳ１８Ｂ２０
温度检测与显示流程
图６ 数据发送流程
（２）单片机将ＴＲＸ＿ＣＥ置为１，使ｎＲＦ９０５进入ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ ＴＭ发射模式，启动传输。
（３）ｎＲＦ９０５完成无线系统自动上电、加前导码、ＣＲＣ校验码打包、ＧＦＳＫ调制后［４］，将数据包通过天线发射出去。
（４）数据发送完毕后，将ＴＲＸ＿ＣＥ置０，ｎＲＦ９０５进入待机模式。
３．３ 数据接收流程
利用ｎＲＦ９０５实现温度数据无线接收的工作流程如图７所示，具体步骤：
（１）ｎＲＦ９０５接收数据时，单片机先在ｎＲＦ９０５的待机模式下将接收地址写入配置寄存器，再将ＴＲＸ＿ＣＥ置１、ＴＸ＿ＥＮ置０，使ｎＲＦ９０５进入接收模式［５］。
（２）ｎＲＦ９０５会在６５０μｓ后不断监测空中的载波，等待接收数据。
（３）当ｎＲＦ９０５检测到和接收频率相同的载波时，将载波检测管脚（ＣＤ）置１。
（４）如果接收到的地址和自己的地址一致，则将地址匹配管脚（ＡＭ）也置１。
（５）数据包接收完毕后，对数据进行ＣＲＣ校验。如果校验正确，则ｎＲＦ９０５会自动移去字头和ＣＲＣ校验码，将数据保存在接收数据寄存器中，同时将数据就绪管脚（ＤＲ）置１，并且通知单片机读取数据。
（６）单片机将ＴＲＸ＿ＣＥ置０，使ｎＲＦ９０５进入待机模式。在待机模式下，单片机通过ＳＰＩ接口从ｎＲＦ９０５中读取接收数据。数据接收完毕后，
·
５
９
·
２０１３年第７期王军敏等：基于ＡＴ８９Ｓ５１和ｎＲＦ９０５的无线温度检测系统设计
收稿日期：２０１３－０４－１０。
作者简介：郑劼（１９８９－），男，黑龙江哈尔滨人，现从事变压器技术及信息工作，Ｅ－ｍａｉｌ：３７５２４５２２９＠ｑｑ．ｃｏｍ
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
。
ｎＲＦ９０５将地址匹配管脚（ＡＭ）和数据就绪管脚（ＤＲ）置０。
图７ 数据接收流程
４ 结语
以ＡＴ８９Ｓ５１单片机、ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器和ｎＲＦ９０５射频收发芯片为核心，设计了一种无线温度检测系统，其中ＤＳ１８Ｂ２０用于测量现场温度，ｎＲＦ９０５完成温度数据的无线传输，ＡＴ８９Ｓ５１对温度数据进行处理以及与计算机通信。该系统是一个集单片机技术、数字传感器技术、无线射频技术于一体的温度测量系统，能够对多点的现场温度进行检测，并将测得的温度数据进行无线传输，实现了远距离的无线温度检测。
参考文献：
［１］ 陈亮甫，韩玉杰，徐凯宏．基于无线通信技术的多点动态温度测控系统［Ｊ］．传感器与微系统，２０１１，３０（２）：８１－８３，８７．
［２］ 温阳东，张玉凤，朱敏．基于无线传感网络的温度监测节点设计［Ｊ］．工矿自动化，２０１１，３７（７）：８９－９２．
［３］ Ｎｏｒｄｉｃ Ｉｎｃ．Ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ４３３／８６８／９１５ＭＨｚ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｎＲＦ９０５ｄａｔａｓｈｅｅｔ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１２－１２－１１］．ｈｔｔｐ：／／
ｗｅｎｋｕ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｍ／ｖｉｅｗ／ｅ６０６ｅｅｅａ９９８ｆｃｃ２２ｂｃｄ１０ｄ２１．ｈｔｍｌ．
［４］ 齐虹，徐志，陈冲，等．基于ｎＲＦ９０５的短距离无线数据传输系统的设计［Ｊ］．福州大学学报：自然科学版，２０１０，３８（１）：６４－６８．
［５］ 张国栋，宋建成，许春雨．基于ｎＲＦ９０５的高压配电装置隔离触头温度在线监测装置的研究［Ｊ］．工矿自动
化，２０１０，３６（５）：１６－２０．
第３９卷第７期 ２０１３年７月
工矿自动化
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．７
Ｊｕｌ．２０１３
文章编号：１６７１－２５１Ｘ（２０１３）０７－００９６－０３ ＤＯＩ：１０．７５２６／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－２５１Ｘ．２０１３．０７．０２７
郑劼，邵艳婷．抽油机检测系统的设计与应用分析［Ｊ］．工矿自动化，２０１３，３９（７）：９６－９８．
抽油机检测系统的设计与应用分析
郑劼， 邵艳婷
（黑龙江科技大学电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨 １５００２７）
摘要：针对当前中国大部分油田主要凭借人工经验判断抽油机运行状况而无法及时发现抽油机故障的问题，从系统功能、硬件设计及软件设计等方面介绍了一种全新的抽油机检测系统设计方案。该系统采用集散式控制结构及ＧＰＲＳ无线通信方式，实现了对抽油机电动机电流及电压、荷载、位移等参数的监测。
关键词：抽油机；检测系统；数据采集；无线通信
中图分类号：ＴＥ９３３ 文献标志码：Ｂ 网络出版时间：２０１３－０７－０２ １４：４７
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／３２．１６２７．ＴＰ．２０１３０７０２．１４４７．０２７．ｈｔｍｌＤｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｐｕｍｐｉｎｇ ｕｎｉｔ
ＺＨＥＮＧ Ｊｉｅ， ＳＨＡＯ Ｙａｎ－ｔｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５００２７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｍｏｓｔ ｏｆ ｏｉｌ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｕｍｐｉｎｇ ｕｎｉｔｍａｉｎｌｙ ｂｙ ｖｉｒｔｕｅ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ａｎｄ ｃａｎｎｏｔ ｄｅｔｅｃｔ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｐｕｍｐｉｎｇ ｕｎｉｔ ｔｉｍｅｌｙ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ
基于AT89C51单片机的温度传感器
基于AT89C51单片机的温度传感器 目录 摘要.............................................................. I ABSTRACT........................................................... I I 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2本课题研究意义 (2) 1.3本课题的任务 (2) 1.4系统整体目标 (2) 第二章方案论证比较与选择 (3) 2.1引言 (3) 2.2方案设计 (3) 2.2.1 设计方案一 (3) 2.2.2 设计方案二 (3) 2.2.3 设计方案三 (3) 2.3方案的比较与选择 (4) 2.4方案的阐述与论证 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 温度传感器 (6) 3.1.1 温度传感器选用细则 (6) 3.1.2 温度传感器DS18B20 (7) 3.2.单片机系统设计 (13)
3.3显示电路设计.................................错误！未定义书签。 3.4键盘电路设计................................错误！未定义书签。 3.5报警电路设计.................................错误！未定义书签。 3.6通信模块设计.................................错误！未定义书签。 3.6.1 RS-232接口简介..............................错误！未定义书签。 3.6.2 MAX232芯片简介.............................错误！未定义书签。 3.6.3 PC机与单片机的串行通信接口电路.............错误！未定义书签。 第四章软件设计..................................错误！未定义书签。 4.1 软件开发工具的选择..........................错误！未定义书签。 4.2系统软件设计的一般原则.......................错误！未定义书签。 4..3系统软件设计的一般步骤......................错误！未定义书签。 4.4软件实现....................................错误！未定义书签。 4.4.1系统主程序流程图.........................错误！未定义书签。 4.4.2 传感器程序设计...........................错误！未定义书签。 4.4.3 显示程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.4 键盘程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.5 报警程序设计.............................错误！未定义书签。 4.4.6 通信模块程序设计.........................错误！未定义书签。 第五章调试与小结..................................错误！未定义书签。致谢...............................................错误！未定义书签。参考文献...........................................错误！未定义书签。附录...............................................错误！未定义书签。系统电路图.......................................错误！未定义书签。系统程序.........................................错误！未定义书签。
无线测温系统硬件
无线测温系统硬件 需求规格说明书 1 引言 1.1 项目背景 电力设备无线测温在线监测系统主要包括开关柜内母排接头测温、站内输电线路和电缆接头测温，将监测点的接头温度实时上报到变电站后台或远程主站系统进行显示、存储和越上下限预报警处理。当现场的接头接头温度越限和温升过快时，系统会立即主动上报紧急告警信息到站内后台或远程主站系统，由软件系统给出报警并同步向相关责任人发送短信，通知运行值班人员处理。 1.2 文档约定 文档编写风格一致，文档交流采用规范管理，有重要提示或需要特别注意的地方要用红色字体标注以方便阅读，起到提示的作用，所有涉及到开发进行中的变更必须通过文件正式通知，并由开发人员评估变更的可行性，项目需求分析结束后及表示项目设计开始，后续将产生费用，将履行合同和相关协议文档的签署，所签署的文档双方同时保留。 第2 页 2. 综合描述 2.1 主要功能 传感器端主要功能罗列： 1、实时采集变电站内各点的温度值； 2、温度值监测准确，不应有误报或拒报数据的现象；
3、采集的数据通过无线（433MHz 无线模块）发送给接收器端； 4、传感器端采取高能锂电池供电，运行稳定可靠； 5、每个传感器具有唯一的ID号，相互间不会产生干扰，不受高压电磁场干扰，可以将数据准确的发送出来； 6、体积小，重量轻，安装方便，外壳是耐高温缘缘材料，并由绝缘材料密封；（按我公司提供的现有壳体来做） 7、具有软件看门狗技术，不死机，； 8、采用了优化的微功耗工作模式，可以确保设备工作3年以上； 9、无线数据传输200米以上（视距） 接收器端主要功能罗列： 1、RS485数据传输接口，提供面向连接的服务，用于传输接收器 端的数据到PC，同时接收PC 发来的数据进行处理和转发；（附带RS485转433MHZ微波信号、RJ45接口、GPRS信号接口转换器） 2、大液晶显示器，面板上有翻屏按钮和设置按钮，可翻屏查看各 测点温度及电流值以及人工设置485地址等； 3、通过433MHz 无线模块与传感器端设备进行通信，构成星型网络，单个网络容量240 个传感器设备； 4、两路继电器输出，每路提供常开/常闭输出，即可远程控制，也可设置两路超限报警控制两路继电器输出，用于外接报警器或其它设备； 5、一路运行指示灯设备正常工作时周期性闪烁； 6、一路数据收发指示灯，当有数据收发时闪烁； 7、两路继电器状态指示灯，指示继电器当前的状态； 8、设备地址可以远程及本地设置； 9、蜂鸣器报警 10、220V电源供电，带12V电源输出接口 第3 页 3. 接收器外部接口需求 3.1 用户界面
一种无线温湿度检测装置的设计与实现
《自动化技术与应用》２０１０年第２９卷第８期 Techniques of Automation & Applications | 103 经验交流 Technical Communications 一种无线温湿度检测装置的设计与实现 何祥宇，马 帅 （洛阳师范学院 物理与电子信息学院，河南 洛阳 ４７１０２２） 摘 要：设计了一种基于温湿度数字式传感器的无线温湿度检测装置，以单片机为控制核心，采用数字式温湿度传感器来检测目标的 温度和湿度信息，利用软件编程完成温湿度信息的处理及系统功能实现，并通过ＬＥＤ显示相应测量数据。该装置具有温度及湿度数据的测量及显示、工作模式选择和无线通信等功能。 关键词：温湿度传感器；单片机；工作模式；无线通信 中图分类号：ＴＰ２７３＋．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２０１０）０８－０１０３－０３ The Design and Realization of a Wireless T emperature and Hu-midity Detecting Equipment HE Xiang-yu, MA Shuai ( School of Physics and Electronic Information, Luoyang Normal University, Luoyang 471022 China ) Abstract: A kind of a wireless temperature and relative humidity detecting equipment is designed based on digital temperature-humidity sensor. It employs SCM as the core of controlling, adopts digital temperature-humidity sensor to detect temperature and relative humidity data of objects. The measurement data is processed by software and displayed by LED. The device has the function of temperature and relative humidity data displaying, operating mode selection,wireless communication, etc. Key words: temperature-humidity sensor; SCM; operating mode; wireless communication 收稿日期：２０１０－０３－２４ １ 引言 温湿度的检测在暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工、制药等行业有着非常广泛的应用，但一般湿度元件不经过标定和温度补偿，误差较大，而用于湿度标定和校准的仪器价格昂贵，从而给湿度测量的实际应用带来很大的困难和阻碍。文中选用瑞士Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ公司的ＳＨＴ１１数字式温湿度传感器，结合单片机技术和电子技术，设计了一种具有两种工作模式的温湿度检测装置，消除了一般湿度检测元件误差较大的缺点。该温湿度检测装置既可以单机工作，以单片机为处理和控制核心来实现温度和湿度信号的检测、处理及显示。又可以利用无线收发模块实现系统与计算机的无线通信，利用计算机实现数据的分析，处理及打印。该系统采用专用 集成电路，电路结构简单，工作稳定可靠，具有两种工作模式及无线数据传输等特点，特别适用于暖通空调、电力系统、通信基站、食品加工等行业的温湿度测量。 ２ SHT １１温湿度传感器 ＳＨＴ１１的湿度检测运用电容式结构，利用不同保护下的微型结构检测电极系统与聚合物覆盖层来组成传感器芯片的电容，除保持电容式湿敏器件的原有特性外，还可以抵御来自外界的影响。由于它将温度传感器与湿度传感器结合在一起而构成了一个单一的个体，因而测量精度较高且可精确得出露点，同时不会产生由于温度与湿度传感器之间随温度梯度变化引起的误差。ＳＨＴ１１不仅将温度传感器和湿度传感器结合在一起，而且还将信号放大器、模／数转换器、校准数据存储器、标准Ｉ２Ｃ总线等电路全部集成在一个芯片内。ＳＨＴ１１的
无线无源温度检测原理(借鉴实操)
无线测温技术方案 (基于EH技术) 1.EH技术说明 1.1. EH技术简介 环境能量采集（EnergyHarvesting）技术具有可循环、无污染、低能耗等优点，它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上，是近几年发展起来的一门新兴学科，它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛：交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新，必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集(EH)也称为能量积聚，使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后，电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发，将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能，对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等)，电场要比磁场强得多，对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具)，磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能，并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温，解决了传感器的能量需求问题，使得传感器摆脱了对传统电池的束缚，体积更小，可靠性更高，安装更方便，维护更简单，产品更环保，技术更先进。 2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1. 无线测温系统简介
基于单片机的多功能温度检测系统的设计翻译
基于单片机的多功能温度检测系统的设计一、引言 随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。二、系统方案 本系统采用AT89S52 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括，电源电路，传感器电路，温度显示电路，上下限报警电路等如图1 所示。图中报警电路可以在被测温度不在上下限X围内时，发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后，将温度信号送至AT89S52 中处理，同时将温度送到LCD 液晶屏显示，单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理，即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。温度控制器的原理图二三、系统硬件设计1.单 片机AT89S52 的介绍 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案[5]。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节Flash，256 字节RAM，32 位I/O 口线,看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软
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)
(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
开关柜无线测温系统
开关柜无线测温系统 一、概述 电力传输系统中，高压开关柜作为其中的核心枢纽部分，起着关键性的作用，如何确保高压开关柜的正常运行是电网里面的一个相当重要课题。 开关柜内部众多的接触点会由于长期的使用导致高温氧化腐蚀、螺栓松动等原因造成接触电阻的增加，从而引起设备的过热、更甚至出现严重事故，因此实行设备运行的温度在线监测是很有必要的。 二、YC无线测温系统描述 YC无线测温系统专门设计用于高压设备的温度在线检测，采用高性价比的无线传输方式。YC系列的开关柜无线测温装置采用无线电传输温度信号，传感器安装在高压设备的最容易产生高温造成事故的螺栓接触点上，并且与接收装置之间无电气连接。在保证开关柜的原运行环境下，提供一种实时、高效、安全可靠的温度在线检测方法。
特征： ★ 采用超外差射频无线技术，工作在315MHz频段；ZigBee模式，工作在915MHz频段★ 直接序列扩频(DSSS)，抗干扰能力更强 ★ 温度传感器一体化结构 ★ 自动传感器识别、无连线、安装简便 ★ 高达65535个无线传感器编址 ★ 极低的传感器耗电，电池寿命：>5年 ★具有低功耗、数据无线传输、精度高、响应速度快、操作灵活、组网方便等优势。
三、采用上位计算机实现集中温度监测 YC-12无线式温度监测仪，具有一个的RS-485接口，在无中继器的情况下，高达128个监测仪可组成一个测量网络，由上位计算机在线监测个仪器测量的温度。如图： 四、无线温度传感器在室外母线及开关柜测温中的应用
无线温度传感器设计用于室外母线接头和开关接点的温度监测，可用于以下设备的温度测量： ★ 高压开关柜动静触头 ★ 高压电缆接头 ★ 箱式变电站 ★ 高压母线接头 如图：
基于DS18B20的多点温度测量系统设计
一、绪论 1.1 课题来源 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。 随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。 本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.5℃，测温范围为-20℃～+80℃。采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。显示数据每一秒刷新一次。 1.2 课题研究的意义 21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于： （1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。
基于51单片机的温度控制系统的设计
基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。
3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路
基于物联网的无线温度监控系统
西安邮电大学 专业课程设计报告书 系部名称：光电子技术系 学生姓名： 专业名称： 班级：光电 实习时间：2013年6月3日至2013年6月14日
基于物联网的无线温度监控系统 【一】项目需求分析 承温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。温度是物联系统中一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着各类物联网的监控日益改善，各类器件的温度控制有了更高的要求，为了满足人们对温度监控与控制，本文设计了物联网家居系统中基于单片机的无线温度监控系统。随着信息科学与微电子技术的发展，温度的监控可以利用现代技术使其实现自动化和智能化。本次设计要求利用单片机及zibbee无线传输模块实现无线温度监测系统，实现温控范围调节及其超温范围报警 【二】实施方案及本人担的工作 1 .系统总体方案描述 系统设计分为2个部分，第一个部分实现温度的检测、显示和发送，第二个部分为数据的接收和显示。第一个设计模块中，利用单片机STC89C52控制温度传感器DS18B20定点检测和处理温度数据，并将当前温度显示在数码管上，接着单片机将采集的温度数据发送给单片机，再通过单片机控制，并将对接收到的温度数据进行一定的转换和处理，然后存放在寄存器中，等待下一步处理，再经过无线发送无线zigbee模块将显示的数据打包发送给第二个模块。第二个设计模块中，同样利用STC89C52单片机作为控制主体，先控制zigbee无线接收模块接收第一个模块发送的数据，然后将接收到数据在上位机上显示，整个过程就是这样。 2. 系统硬件构成 系统硬件方面主要由单片机最小系统，温度传感器DS18B20，4位共阳极数码管，还有zigbee无线收发模块,上位机显示模块组成，目的在于实现温度的准确检测和无线收发所检测的温度数据。 3.单片机最小系统设计 单片机最小系统的设计主要有五个部分组成，电源电路，复位电路，晶振电路，串口电路和控制主体的STC89C52单片机。 电源电路由一个六脚的按键开关，一个1K的电阻，一个10uF的极性电容和一个显示电路供电状态的发光二极管组成。开关为了适应各种情况下能够方便供电，开关外接有一个USB接口和一个DC-5V的标准电源接口作为供电设备使用。除此之外还设计了一个外接电源接口。电源电路如图2所示。
无线温度测量系统设计
本科毕业论文（设计）题目无线温度测量系统设计 专业通信工程 作者姓名程丰收 学号2011201827 单位理工学院 指导教师黄慧 2015 年 6 月 教务处编
原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期： 指导教师签名:日期：
１绪论.................................. 错误！未定义书签。 1.1 摘要 ................................................. ２ 1.2 选题依据和意义 (3) 1.3 无线传感器网络技术研究背景及意义 (4) 1.4 无线传感器网络技术简介 (5) 1.5 未来前景展望 (6) 2 ZigBee协议简介 (7) 2.1 ZigBee的概述 (8) 2.2 ZigBee的网络基础 (9) 2.2.1 网络节点类型 (10) 2.2.2 网络拓扑形式 (11) 2.3 ZigBee的工作模式 (12) 3 核心板介绍 (13) 3.1 CC2530核心板 (14) 3.2 CC2530引脚描述 (11) 3.3 温度传感器介绍 (16) 3.3.1 DS18B20温度传感器特性 (12) 3.3.2 DS18B20管脚介绍 (18) 4 系统总体设计 (19)
一种多点测温系统的设计
一种多点测温系统的设计 1 温度传感器DS18B20 介绍DALLAS 公司单线数字温度传感器DS18B20 是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而 且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新 概念。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在- 10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12 位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms 和750ms 内将温度值转化为9 位和12 位的数字量。每个DS18B20 具有唯一的64 位长序列号，存放于DS18B20 内部ROM 只读存储器中。DS18B20 温度传感器的内部存储器包括1 个高速暂存RAM 和1 个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结 构寄存器。暂存存储器包含了8 个连续字节，前2 字节为测得的温度信息，第 1 个字节为温度的低8 位，第 2 个字节为温度的高8 位。高8 位中，前4 位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第 3 个字节和第 4 个字节为TH、TL 的易失性 拷贝；第5 个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复 位时被刷新；第6、7、8 个字节用于内部计算；第9 个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1 列 出了温度与温度字节间的对应关系。 2 系统硬件结构系统分为现场温度数据采集和上位监控PC 两部分。图1 为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC 机而独立工作。增加 上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集部分 采用8051 单片机作为中央处理器，在P1.0 口挂接10 个DS18B20 传感器，对10 个点的温度进行检测。非易失性RAM 用作系统温度采集及运行参数等的缓 冲区。上位PC 机通过RS485 通信接口与现场单片微处理器通信，对系统进行
无线温湿度检测系统设计【文献综述】
毕业设计文献综述 电气工程与自动化 无线温湿度检测系统设计 摘要：随着无线传感网络的发展，环境的监测在各个领域有着广泛的应用，同时，无线传感网络也在传感器的进步下显得更加实用化。针对分散节点温湿度的检测，设计一种基于单片机的无线温湿度监测系统。该设计采用C8051F330单片机为核心的控制器，以温湿度传感器HU-10S、无线收发模块nRF24L01、串行通信模块为辅助，完成对温湿度的实时监测。 关键词：监测系统；无线；温湿度测量； 近年来，随着传感器、计算机、无线通信及微电机等技术的发展和相互融合，产生了无线传感器网络[1]。无线传感器网络是目前国内外的研究热点,具有相当广阔的应用前景。但是,传感器网络要实现实用化,还有许多基础性问题和关键部件需要解决。无线传感器网络的实用化离不开传感器技术的进步。而目前无线传感器网络的的主要领域有这么几个方向：军事应用、环境应用、医疗应用、建筑及城市管理和公共安全与反恐。 例如美国Crossbow公司2005年第四季开展了一项利用无线传感器网络对狙击者进行定位的课题。预先在传感器节点上布设听觉感觉器,根据狙击时声响传到不同传感器节点的时间差,对狙击点进行联合定位[2]。这类传感器可以在大型集会前提前布置,不需长时间待机,而目前的技术足以满足传感器在体积方面的需求。在我国，无线传感器网络在农业方面的应用很多,但主要集中于测量空气温湿度,缺乏对于如土壤温湿度、CO2 浓度的研究,这将是今后进行的一个重要方向。 无线传感器作为传感器发展的一个新的方向越来越受到重视, 无线传感器网络作为无线传感器的应用随着技术的发展、完善和成熟, 将更加趋于实用, 在特殊领域, 它有着传统技术不可比拟的优势, 同时也必将开辟出不少新颖而有价值的商业应用。 用于检测温湿度的无线系统，具有简便、可靠的特点，具有可扩充性并且成本较低，是本系统的最大的意义。针对不同的地点，可以将其稍作变动，就可以达到不同的效果。如在家庭中，还可以用于检测天然气是否有泄漏、是否有人进入家中行窃。又如实验室中，则可以改为检测实验室内的有无烟雾等。温湿度的测量在农业生产的大棚管理，仓库粮食存储管理，生产制造行业，气象观测，恒温恒湿的空调房科研及日常生活中被广泛应用。可以说温湿度是影响日常的生产生活以及科研的一个很重要的因素。目前我国许多领域例如农业生产等仍采用测温仪器与人工抄录、管理结合的传统方法，这不仅效率低，而且会由于判断失误和管理不力造成很多严重损失。 本系统利用传感器进行数据采集，在C8051F330单片机中对数据进行处理，并同时使用nRF24L01
基于51单片机的心率体温测试系统
摘要 本文介绍了一种基于51单片机的心率体温采集系统。首先介绍了51系列单片机的内部相关配置、工作原理以及编程方法，其次介绍了温度传感器PT100的相关测温方法以及通过红外光电传感器TCRT5000对射的方法来抓取人体脉搏信号。此次设计的电路部分主要包括：传感测量电路、放大电路、滤波整形电路、AD转换电路、计数显示电路、控制电路、电源供电电路等。通过按键开始测试，将PT100及TCRT5000输入的微弱信号进行放大整形，最后AD采集转换传送给单片机，在LCD1602上显示相关体温及心率信息。 本次硬件设计基于比较稳定可行、低成本的设计思想，软件设计采用模块化的设计方法，并且详细分析了红外传感器TCRT5000应用于心率测量上以及PT100应用于温度测量上的原理及优点，阐述了其他各配合电路的组成与工作特点，并且通过仿真进行电路的可行性验证，最后完成实物电路的设计，使得本次课题的预期结果得以实现。 关键词：51单片机；传感器；仿真；AD转换 -I
Abstract This paper introduced a heart rate and body temperature acquisition system that based on 51 single chip microcomputer. First the internal configurations of 51 single chip microcomputer are introduced. And the paper also tell how 51 single chip microcomputer works and how can we program on it. Then the method of using temperature sensor PT100 to get body temperature is introduced, and we use infrared photoelectric sensor TCRT5000 to get the pulse signal of human body.The design of the circuit mainly comprises sensing circuit , amplifying circuit, filtering and shaping circuit, AD converting circuit, counting and displaying circuit, controlling circuit, power supplying circuit and so on. When the keyboard is pressed, the system starts to get signal. The small signal from PT100 and TCRT5000 will be amplified and shaped. Then ad converter will change the analog signal into digital signal and send to 51 single chip microcomputer . At last LCD1602 will display the information of body temperature and heart rate. Keywords: Piezoelectric sensors；control circuit；counters；Multisim2001 simulation software control circuit. -II
HCWS高压无线测温系统
1. 概述 HCWS无线测温系统是专门设计用于高压带电体的运行温度实时监测，该系统采用前沿的无线组网技术设计，实现了高压带电体温度远距离遥测。本产品密封性能良好，室内外均可安全使用。系统具有低功耗、等电位测量、数据无线传输、精度高、响应速度快、操作灵活、组网方便等优势。 2. 技术特点 (1) 采用2.4G 频段，工作在2400～2483.5MHz（ISM）频段。 (2) 直接序列扩频（DSSS），抗干扰能力更强。 (3) 温度传感器采用LTCC内置天线，体积最小。 (4) 极低的传感器耗电，电池寿命：＞ 5 年。 (5) 高达65535 个无线传感器编址。 (6) 自动传感器识别，无连线，安装简便。 (7) 传输距离：传感器与主机之间小于80米。 3. 高压开关柜射频无线测温系统结构 通过连续监测高压开关柜内触点或电缆接头的运行温度， 可确定触点和接头处的过热程度， 当发生超温或温度变化率越限时， 系统能够及时发出预警指示。 HCWS系统采用一台中心监测计算机，通过RS485工业总线，连接HCWS无线温度监测仪，每台HCWS都具有一个RS485接口，在无中继器的情况下，多达128个HCWS无线温度监测仪可组成一个无线遥测网络，每台HCWS无线温度监测仪相当于一个无线接入点，它可接入6‐18只无线温度传感器（户外空旷地域可以接入32到64只），系统的中心计算机在线监测所有HCWS无线温度监测仪所测量的温度。 4. 无线射频温度传感器 4.1 温度传感器工作原理 HCWS无线温度传感器用于测量高压带电物体表面的温度，如高压开关柜内的裸露触点、母线连接处、户外刀闸及变压器等的运行温度。无线温度传感器是由温度传感器、测量电路、单片机控制电路、无线调制接口和供电电路组成，如图4‐1 所示，传感器将温度信号通过2.4G无线网络发送到无线温度监测仪。 4.2 无线温度传感器性能指标 (1) 温度测量范围：‐55～+125。 (2) 精度：±0.5℃(‐20～+80℃)。
基于Cortex_M3智能无线温度测量系统设计
基于Cortex-M3智能无线温度测量系统设计 钟鼎 （中国地质大学机械与电子信息学院，湖北武汉430074） 摘要：设计了一种基于Cortex-M3内核的STM32F103RBT6为核心处理器的智能无线温度测量系统。系统采用 DS18B20数字温度传感器，并利用TC35I 模块接入GSM 网络，实现利用手机短信发送温度测量指令，手机短信接收 测量数据，该系统同时具有定时自检和温度报警功能，当处理器定时自检发现DS18B20出现故障时，系统会自动启用处理器内部温度传感器并短信报警。经实验证明，该系统测量精度最高可达0.0625度，适合在距离较远，不易布线的环境下使用。 关键词：Cortex-M3；STM32F103RBT6；DS18B20；TC35I ；温度测量中图分类号：TN98 文献标识码：A 文章编号：1674－6236（2011）21-0183-03 Intelligent wireless temperature measurement system based on Cortex-M3 ZHONG Ding （Mechanical and Electronic Information Institute ，China University of Geosciences ，Wuhan 430074，China ） Abstract:A system uses STM32F103RBT6processor which based on Cortex -M3core.By using DS18B20to measurement the temperature and using TC35I module to connect to the GSM network ，It achieves a function that using short message to send commands and receiving the measurement data by short message.The system also has a self -test function ，when the processor found the DS18B20fails ，it will automatically enable internal temperature sensor and send alarm message.It is suitable for long distance condition with a high precision. Key words:Cortex -M3；STM32F103RBT6；DS18B20；TC35I ；temperature measurement 收稿日期：2011-08-20 稿件编号：201108066 作者简介：钟鼎（1983—），男，湖南长沙人，硕士，助理工程师。研究方向：网络通信与安全。 温度测量[1]在家居生活和工业生产控制等领域都有着广泛的使用，随着电子技术的飞速发展，应用领域还在不断的扩展，基于单片机控制的温度测量系统也相继被提出，随着 ARM 公司最新Cortex 系列内核的推出，基于Cortex-M3内核 的高性价比的处理器受到了客户广泛欢迎，而在我国，GSM 网络超过95%的覆盖率也为无线通信和远程控制创造了良好的媒介，在某些特殊环境下，比如不易布线或者布线距离较长环境下，都会使测量系统的成本升高，而且数据在长距离的传输过程中极易受到干扰，利用技术成熟成本相对较低的GSM 网络，不仅不受传输距离的限制，而且具有较好的抗干扰能力，使用便携的手机发送短信控制来实现温度的实时测量是一种较好的方法。 1系统整体设计 智能温度测量系统主要由温度测量模块、GSM 模块、外 接EEPROM 、主控制器组成。主控制器使用意法半导体公司生产的STM32F103RBT6处理器，主要完成整个系统的运行和自检工作。温度测量模块使用DALLAS 公司的DS18B20数字温度传感器，GSM 模块使用西门子工业TC35I 模块，其支持中文短信功能，通过通用串口协议与主控制器通信，接收和发送主控制器的命令，当TC35I 模块接收到短消息命令后把命令发送给主控制器，主控制器分析短信命令，如为温度测量指令则开始测量温度，测量数据通过TC35I 模块发送回去，同时备份测量数据在外接EEPROM 中，整体结构框图如图1所示。 2 硬件电路设计 2.1 主控制器 意法半导体公司新推出的STM32F103RBT6，是基于 ARM 公司最新推出的V7平台的Cortex-M3内核。芯片[2-3]具 有128k FLASH ，20k SRAM ，2个SPI 接口，3个串口，一个 USB ，1个CAN ，51个IO 口。芯片的数据处理能力为 电子设计工程 Electronic Design Engineering 第19卷Vol.19第21期No.212011年11月Nov.2011 图1 系统整体结构 Fig.1Overall structure of system －183－