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1、摘 要温度是人们日常生活中接触非常多的一个物理量，人类的日常生活、动植物的生存繁衍跟周围环境的温度密切相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求，由此可见，在工农业领域和日常生活中，温度是最常用的被控参数之一。因此，对温度的监测已成为生产过程中极其重要的技术要求。由于一些大型场所的测量空间较大，维护较困难，现有的有线温度测量系统无法满足计量检测的需要。为了能够实现对远距离温度数据的计量采集，需要设计一种智能无线温度数据采集系统。本文介绍的是一个由单片机构成的无线温度控制系统，它利用 STC89C51 单片机、DS18B20、nR
2、F903 及 HD7279 等其他器件实现。工作原理是单片机利用DS18B20 对温度进行实时采集，然后把温度数据通过 nRF903 射频模块进行无线发送，接收端收到信号后，进行解码，之后实现温度显示。本设计结合嵌入式技术和无线传感器技术的无线温度采集系统，系统具有高性能、低功耗的特点，以及快速处理数据的能力，能够实现对远距离温度数据的计量采集。本文对硬件和软件进行了框图设计，protel 原理图设计，程序框图设计，源程序设计。经测试，该系统能准确测量出坏境温度，最大收发距离可达百米。关键词：嵌入式；无线发送接收；温度测量；解码ABSTRACTTemperature is a common p
3、hysical in daily life. Temperature is related to peoples and animals daily life. It is sensitive in temperature in some area, like Petroleum, chemical, metallurgy, textile, machinery manufacturing, aerospace, pharmaceutical, tobacco, file storage and food storage. Therefore, it is important to measu
4、re the temperature accurately. Due to some places is too large to measure the temperature with todays technology, we need design wireless system to solve this problem. What this text introduction is a constitutes to from the single slice machine of wireless temperature control system, it make use of
5、 STC89C51 single slice machine and other spare part realizations such as the DS18B20，nRF903 and HD7279 etc Temperatures measuring work principle is a single slice machine to make use of the DS18B20 rightness temperatures to carry on collect, then carry on a wireless to send out with the nRF903, carr
6、y on a decoding after receiving to carry to receive signal, after carry out a temperature manifestation. This design combines embedded technology with wireless temperature collecting system, the system is high performance and low power consumption. It calculates fast, and can measure long distance t
7、emperature. This text carried on frame diagram a design to the hardware and the software, the protel principle diagram design, procedure frame the diagram design, source program design, text after appendix complete source procedure. We found the system could measure temperature precisely in one hund
8、red meter after testing it. Key words：Embedded; Wireless transceiver; Temperature measurement; decodingxx 电子科技大学本科毕业设计1第一章 引言 1.1 课题的研究目的和意义温度是人们日常生活中接触非常多的一个物理量，人们的日常生活、动植物的生存繁衍和周围环境的温度息息相关，石油、化工、冶金、纺织、机械制造、航空航天、制药、烟草、档案保管、粮食存储等领域对温度也有着较高的要求。例如：烟叶和纸张是吸湿性极高的材料，卷烟生产的每一个阶段对温度都有非常特别的要求，以确保所使用材料的水分，保证生产
9、的效率和产品质量；印刷车间的温度控制水平对印刷质量有很大的影响；为防止库存武器弹药、金属材料等物品霉烂、生锈，必须保持环境温度不能过高；而水果、种子、肉类等的保存又需要保证一定的温度。随着科学技术的发展，许多新兴产业对环境提出了更高的要求：制造大规模集成电路需要极高的空气洁净度，生物化学制药需要精确的温度控制。因此，对温度的监测和控制已成为生产过程中非常重要的技术要求。目前，温度传感器已广泛应用于气象、农林、冶金、化工、纺织、食品、家用电器、仓储等许多领域。由于一些大型场所的测量空间较大，维护较困难，现有的有线温度测量系统无法满足计量检测的需要。为了能够实现对远距离温度数据的计量采集，本人研究
10、设计了一种结合嵌入式技术和无线传感器技术的无线温度采集系统，可以解决这方面的难题。 1.2 课题背景单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。按照内部数据通道的宽度，单片机可分为 4 位、8 位、16 位及 32 位等。单片机的中央处理器（CPU）和通用微处理器
11、基本相同，只是增设了“面向控制”的处理功能。例如：位处理、查表、多种地址访问方式、多种跳转、乘除法运算、状态监测、中断处理等，增强了实时性。单片机有两种基本结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿（Princeton）结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛（Har-vard）结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。单片微型计算机自从问世以来，作为微型计算机一个很重要的分支，应用广泛，发展迅速，尤其是美国 Intel 公司生产的 MCS-51
12、系列单片机，由于其具有集xx 电子科技大学本科毕业设计2成度高，处理功能强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉等优点，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成就。本文讨论的单片机无线温度控制系统的核心是目前应用极为广泛的 51 系列单片机，配置了外围设备，构成了一个可编程的温度测量和显示系统，具有体积小，可靠性高，功能强等特点。不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供开发，有着广泛的应用领域。20 世纪 80 年代中期以后，Intel 公司以专利转让的形式把 8051 内核技术转让给许多半导体芯片生产厂家，如ATMEL、PHILIPS、ANALOG、DEVICES、DALL
13、AS 等。这些厂家生产的芯片是 MCS-51 系列的兼容产品，准确地说是与 MCS-51 指令系统兼容的单片机。这些兼容机与 8051 的系统结构（主要是指令系统）相同，采用 CMOS 工艺，因而，常用 80C51 系列来称呼所有具有 8051 指令系统的单片机，它们对 8051 单片机一般都作了一些扩充，更有特点。其功能和市场竞争力更强，不该把它们直接称呼为 MCS-51 系列单片机，因为 MCS 只是 Intel 公司专用的单片机系列型号。MCS-51 系列及 80C51 单片机有多种品种。它们的引脚及指令系统相互兼容，主要在内部结构上有些区别。目前使用的 MCS-51 系列单片机及其兼容
14、产品通常分成以下几类：基本型、增强型、低功耗型、专用型、超 8 位型、片内闪烁存储器型。10 1.3 课题来源在日常生活和工作中，我们常常用到温度控制，温度控制系统广泛应用于汽车, 锅炉, 电子, 化工等各个领域。早期常用的一些温度控制系统都使用模拟电路设计制作的，有些使用热敏电阻，有些使用铂电阻，有些使用热电偶，还有些使用 PN 结，其准确性和精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，这种产品功能强，是前者的换代之物。随着单片机性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具
15、。它功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。测量和显示的控制。在本设计上按照个人的意图稍加扩展，就可以实现更多更强大的功能。 1.4 短距离无线通信技术的现状与发展趋势随着移动通信需求和远程数据采集量的增加，加之有线传输的费用日益增长，人们正逐渐认识到在许多检测领域采用无线传输的必要性。在过去的几年中，无线通讯领域取得了很大的进展，这其中包括数字电路和射频电路制作工艺的进步、低功耗电路、高能电池以及微电子技术的采用。以上诸多方面的发展使移动通信设备更加灵巧、经济、可靠。与上述技术一样，数字通信技术和数字调制技术的xx 电子科技大学本科毕业
16、设计3发展也发挥了很大的作用，他们使无线通信网络向更加经济、更加容易操作的方向发展。所以如果我们能够很好地了解无线通信的基本原则以及这些技术的特点，就能更好地理解并完成传感数据的无线采集。无线数据通信技术可分为两大类：一是基于蜂窝的接入技术，如蜂窝数字分组数据(CDPD)，通用分组无线传输技术(GPRS) 、EDGE 等。二是基于局域网的技术，如 IEEE802.11 WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距离无线通信技术等。与目前已经具备相当规模的无线长距离通信网络(如蜂窝移动通信网)相比，短距离无线通信系统在基本结构、服务范围、应用层次及通信业务(数据、话音)上，均有很大的不同。1.4.1 红外通信技术（IrDA）19红外通信技术 IrDA(InfraRed Data Association)采用人眼看不到的红外线传输信息，是使用最广泛的短距离无线通信技术。它利用红外线的通断表示计算机中的 0-1 逻辑，通常有效作用半径 2 米，传统速度可达 4 Mbit/s，1995 年 IrDA 将通信速率扩展到的高达 16Mbit/s，红外
