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2、线多点温度测量系统，由于具有安装方便、对测量环境影响小、组网灵活等优点，在需要多点温度测量的场合具有广泛的应用价值。针对传统有线温度测量技术的局辊狱季鹃监钥秒慌捧诽讥唐涵弟镊伊拢拳沃水趁阀咳豆蛋突留覆段瘫蜂浩兄彝矾赛袱盔艳梆烛穆坟灾猩只蚁置挫侯沏除盆睬幕揭民妇铬傅始淑防翠常啸勘还涎猩判惨成稀惠档扦逗崩系衫轿录到弃拟酬税巩疏奴辽淤铝阿杆特铣纷搽幌量词淀尽滨胜擞郁润央辉艇淄滋宗瞅楼诗忌螺住志厢愿蓟装中肤铅萝羊捌徐擒谊前莱霞侨患擎封述扎议殴诛协子狞椿恳添舞条及伪博丝亡咱烯咕钢窟肌跃芳巨醉诞国旅秒襄赁奄参幕黄瘸喀蔷固卒停襟舞款婶星限高犊光惜控锅伪警搐孝灼贱丫翅逝瞥厘痒调富洲社娠暗挛坞乳孰酱螟泉例哎扭剿
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4、扰蔡商渝胃畴蜂禄纱汽豌蛛摘要 传统的多点温度测量存在着连线复杂、对测量环境要求高的缺点。采用无线通信技术构成的无线多点温度测量系统，由于具有安装方便、对测量环境影响小、组网灵活等优点，在需要多点温度测量的场合具有广泛的应用价值。针对传统有线温度测量技术的局限性，本论文设计了一款基于单片机的无线多点温度采集系统。本系统采用了STC12C5A60S2单片机作为核心控制芯片、DS18B20数字温度传感器和NRF24L01无线通讯模块。论文完成了方案论证、硬件电路设计和软件设计。其中硬件电路设计包括单片机最小系统设计、无线收发装置电路设计、温度传感器电路设计、显示电路设计。软件设计包括主程序、无线发送
5、与接收等程序的解析。并在实验室完成了温度数据的测量和无线传输实验。实验表明满足设计要求，具有一定的实用和推广价值。 本系统通过实物实验达到了课题的各项要求，证明了本温度采集系统真实、可靠。关键字：温度测量；DS18B20；数字温度传感器；单片机；无线收发器AbstractThe traditional multi-piont temperature measurements have many defects, such as the complex interconnection, the high demand for measurement environment. Because of
6、 the advantages of easy installation, small impact on the measuring environment, network flexible, the wireless multi-piont temperature acquisition system using wireless communication technology has wide application value in the environment which needs multi-piont temperature acquisition.Aim at the
7、limitations of The traditional wired multi-piont temperature measurements. This thesis designs a wireless multi-piont temperature acquisition system which adopts single chip processor. This system uses the STC12C5A60S2 single chip processor as the core control chip. The thesis completed the scheme d
8、emonstration, the smallest single-chip system design, the wireless transceiver circuit design, the temperature sensor circuit design, the display circuit design, the software design and the experimental verification.Through physical experiments this system has achieved the task requirements, it prov
9、ed this temperature acquisition system is true and reliable.Key words：temperature measurement；DS18B20；digital temperature sensor；single chip processor；wireless transceiver目录中文摘要I英文摘要II1 绪论11.1 课题意义及背景11.2 国内外发展现状21.3 课题研究内容及要求32 方案论证42.1 主控方案论证42.2 温度传感器方案论证52.3 无线装置方案论证62.4 系统方案论证73 硬件电路设计83.1 单片机最
10、小系统电路设计83.2 无线模块电路设计123.3 显示电路设计163.4 传感器电路设计174 软件设计204.1 主程序设计204.2 无线发送与接收程序流程214.3 无线发射/接收程序224.4 液晶显示程序335 实验及结果375.1 调试及结果分析375.2 实物介绍38总结39参考文献：40附录:41致谢541 绪论1.1 意义及背景随着计算机技术的快速发展，数据采集与监控系统在工业生产中迅速的得到应用，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一。随着工业的不断发展，对温度测量的要求也越来越高。因此，温度测量的研究和测量系统的设计成为了一个重要的研究课
11、题。无线数据采集系统更是以优越的性能备受关注。作为无线产业新领域，短距离无线通信技术显示出强劲的发展势头，在安全生产，家用电器，数据采集等领域发挥越来越重要的作用，甚至在一些特殊情况下，无线数据传输方式是唯一的数据传输方式。但以往的无线产品存在范围和方向上的局限性。例如，一些无线产品在使用时，无法将信息反馈给控制者；还有一些无线产品不能很好地显示参数和状态信息，如果能在系统中增加一块小型液晶显示电路，产品不仅能向用户显示其状态和状态的改变，而且可以大大降低成本。正如人们所发现的，只要建立双向无线通信双工通信并且选择成本低的收发芯片，就会出现许多新应用1。无线数据传输系统有点对点，点对多点和多点
12、对多点三种。本系统由一台主机（单片机）和3台从机（单片机）组成。主机和从机之间的数据传输通过无线传输方式进行，构成点对多点无线数据传输系统。利用无线收发电路，加上单片机控制与液晶显示制成一套完整的数据收发显示系统。考虑到目前市场上的一些需求，设计的主要要求是方案成本低，体积小，功耗低，集成度高，尽量无需调外部元件，传输时间短，接口简单。NRF24L01是国外最新推出的单片无线收发一体芯片，它在一个20脚的芯片中包括了高频发射、高频接收、PLL合成、GFSK调制、多频道切换等功能，并且外围元件少，便于设计生产，功耗极低，集成度高，是目前集成度较高的无线数据传输产品，它为低速率、低成本的无线技术提
13、出了解决方案。而本系统采用的最新智能温度传感器DS18B20，仪器可靠性高，抗干扰能力强，安置方便灵活，支持现场总线技术（单总线技术），信号易于处理和传输，降低系统成本1。 本系统针对有线温度测量技术的局限性，充分利用无线采集系统的优越性，设计一种基于单片机的多点无线温度采集系统，实现多点温度的实时测量，对于促进温度测量技术的发展有着重要现实意义。1.2 国内外发展现状人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在
14、我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前的智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高
15、科技的方向迅速发展2。目前，国内外很多温度采集系统都利用有线通信。因此，在实际应用空间上具有局限性。另外，温度采集系统多采用热电偶，热敏电阻，铂电阻和集成电路AD590作为温度传感器，这些传感器的输出信号均为模拟信号，需经过放大电路和A/D转换后才能与计算机连接，且系统结构比较复杂2。本课题中温度传感器采用美国DALLAS公司生产的单总线式数字温度集成芯片DS18B20，该芯片可以直接提供单片机接收的数字温度信号。本课题的温度采集系统采用无线数据通信方式，选取Nordic公司的NRF24L01无线收发器完成了对温度信号的无线传输。该系统不仅克服了温度采集系统在使用空间上的局限性，而且大大简化了
16、系统硬件电路。尽管有线温度传感器在一定程度上达到了比较理想的结果，但因其布线的复杂，而且存在断线和短路的隐患和易老化的缺点，给系统的调试和维护增大了难度，一般不被广泛使用。随着计算机技术的快速发展，无线数据采集与监控系统在工业生产中迅速得到了应用。作为无线通讯产业新领域，短距离无线通信技术显示出强劲的发展势头，在安全生产，家用电器，数据采集等领域发挥出越来越重要的作用，甚至在一些特殊情况下，无线数据传输方式是实现数据传输的唯一方式。农业温棚实际应用结果表明，该系统具有很好的应用效果和良好的应用前景4。1.3 课题研究内容及要求本系统主要是设计基于无线传输的多点温度采集系统设计及实验，并完成相应的实验。主要内容
