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1、编号： 智能电子与制作实训 (论文)说明书题 目：无线多点温度传感器设计 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 张俊峰 学 号： 0801130332 指导教师： 王守华 归发弟 邓艳容 2011 年 12 月 22 日I摘 要本文介绍了一种基于 “一线总线”数字化温度传感器 DS18B20 和工作于24GHzISM 频段射频收发芯片 nRF2401 点对多点温度传感器网络的设计方案。分析了点对多点无线通信模型的结构原理及其特点，设计了基于突发传输模式的点对多点双向无线通信协议。并以 AT89C52 为核心，给出了该系统软件控制过程和硬件电路设计。温度是一个非常重要
2、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。因此采用无线方式传送温度检测尤为必要。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多点无线温度检测系统很有意义。本文提出一种采用低功耗单片机 STC89C52 实现的多点无线温度测量系统。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，能够同时进行多点温度检测，是可以实现远程控制的无线温度检测系统。低功耗、
3、实时性的无线温度检测是该设计的最大特点。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。关键词：nRF2401；DS18B20；无线通信；点对多点；通信协议IIAbstractThis paper introduced one kind based on the 1-wire bus digital temperature sensor DS18B20 and work in the 2.4GHzISM band RF transceiver chip nRF2401 point to multi point temperature sensor network desig
4、n. Analysis of point to multipoint wireless communication model of the structure and principle of the design, based on the burst transfer mode point-to-multipoint bidirectional wireless communication protocol. Taking AT89C52 as the core, the system hardware circuit design and software control proces
5、s. Temperature is a very important parameter.Digital temperature sensor is the physical quantity and the physical quantity through the humidity, temperature and humidity sensitive element and the corresponding circuit converts the convenient computer, PLC intelligent instrument, data acquisition dev
6、ice directly reading digital quantity sensor. With the era of progress and development, single-chip technology has spread to our lives, work, research, each domain, a digital thermometer with digital temperature sensor as a temperature-sensing element and it with single bus connection, so that the c
7、ircuit is greatly simplified ; the traditional temperature detection mostly by the thermistor as a sensor, the sensor reliability measurement of temperature difference, low accuracy and complex circuits. Therefore, the thermometer is out of the traditional temperature measurement method, using the m
8、onolithic integrated circuit to the sensor to control. It is easy to intelligent control.This paper mainly introduces the based on 89C52 MCU and DS18B20 digital temperature sensor of multi point temperature measurement system. The system uses 89C52 chip are collected each temperature point temperatu
9、re, temperature display, alarm and other functions.Keywords: nRF2401；DS18B20；Wireless communication; multipoint; communication protocol目 录引言 1 方 案 设 计 11.1 系统总体设计 12 硬件设计 22.1 AT89C51 简介 22.2 89C51 的晶振与复位电路 32.3 芯片 DS18B20 32.4 无线传输部分设计 73 软件设计 83.1 温度采集部分程序设计 83.2 nRF2401 通信程序设计 93.3 主程序设计 113.3.1
10、主程序流程图 113.3.2 计算温度子程序 113.4 显示流程图 124 制板与调试 134.1 制板与布线的注意点 134.2 遇到的问题与解决方法 145 总结 15谢 辞 16参考文献 17附 录 18桂林电子科技大学实训专用纸引言温度是工业生产中最常见和最基本的工业参数之一，是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。而随着电子技术和计算机技术的迅速发展，特别是单片微机的发展，使传统的测量仪器在原理，功能，精度及自动化水平等方面发生了巨大的变化，使很多的传统电子仪器被相应的全新的仪器类型和测试系统体系所代替。随着电子技术以及应用
11、需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机来代替人工测量,这样既省时又省力。由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特优点，且在智能仪器仪表、工业自动控制、计算机智能终端、家用电器、儿童玩具等许多方面，都已得到了很好的应用，因而受到人们高度重视，取得了一系列科研成果，成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景。传统的测温元件有热电偶和热点阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路
12、复杂，软件调试复杂，制作成本高。此次基础强化训练中所运用数字温度计设计采用美国 DALLAS 半导体公司推出的一种智能温度传感器 DS18B20 作为检测元件，测温范围为55125，最大分辨率可达 0.0625。DS18B20 可以直接读出被测温度值，而采用 3 线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。1 方 案 设 计1.1 系统总体设计温度系统需要在建造过程中安装，而在现有的设备中实现这类系统通常安装过程非常复杂，或者费用不菲。同时，这类系统采集到的信息通常受到本身结构的限制。布线一旦固定，无法改定传感器布局，无线就可以轻松完成布局，可以移动采集。节点可以通过无线发送到汇聚节点，汇聚节点也对接收数据处理，通过 LED 显示。所以在进行设计的时候 ,节
