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1、 本科毕业设计（论文）( 2018 届 )题 目： 基于单片机的无线通信系统 学 院： 数理与信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 葛顺杰 学号： 14610120 指导教师： 张浩然 职称： 教授 合作导师： 职称： 完成时间： 2018 年 4 月 15 日 成 绩： 浙江师范大学本科毕业设计（论文）目录一、诚信承诺书二、正文三、浙江师范大学本科毕业设计（论文）任务书四、浙江师范大学本科毕业设计（论文）文献综述五、浙江师范大学本科毕业设计（论文）开题报告六、浙江师范大学本科毕业设计（论文）外文翻译七、浙江师范大学本科毕业设计（论文）指导记录八、浙江师范大学本科毕业设计（论文）中
2、期检查表九、浙江师范大学本科毕业设计（论文）作品（实物）验收单十、浙江师范大学本科毕业设计（论文）结题答辩资格审查表十一、浙江师范大学本科毕业设计（论文）结题答辩记录十二、浙江师范大学本科毕业设计（论文）评审表浙江师范大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重承诺：我承诺所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，按照学校和学院的有关规定，独立研究完成的。本人在毕业设计（论文）写作过程中恪守学术道德和学术规范，设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已注明并列出了有关文献的名称、作者、年份、刊物名称和出版文献的出版机构、出版地和版次等内容，除此之外均为本人的观点和
3、研究成果。如有违反，本人愿接受处罚并承担一切责任。承诺人签名（手写）： 年 月 日浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目 录摘要1Abstract11 引言21.1 研究的背景与意义21.2 国内外发展与研究现状21.3 主要研究内容32 系统方案分析与选择论证32.1 系统设计要求32.2 主控芯片方案32.3 无线通信模块方案42.4 温度传感方案42.5 显示模块方案43 系统硬件电路设计53.1 主控芯片最小系统板设计53.2 无线收发模块63.3 显示模块73.4 温度采集模块73.5 蓝牙模块83.6 报警模块103.7 电源模块104 软件部分设计与实现114.1 Keil软件介
4、绍114.2 系统总体程序流程设计114.3 系统主机程序流程设计124.4 系统从机程序流程设计124.5 无线模块软件流程设计134.6 温度检测程序流程设计144.7 显示模块流程设计154.8 蓝牙APP模块设计155 系统调试与结果165.1 调试步骤165.2 测试环境165.3 测试设备165.4 测试目的175.5 测试结果176 结论18参考文献19致谢20附录2116基于单片机的无线通信系统数理与信息工程学院 电子信息工程 葛顺杰（14610120）指导老师：张浩然（教授）摘要：随着社会的进步和生产的需要，无论是在工业上，农业上，甚至是在日常中，无线通信得到了广泛的应用，可
5、以说它已经逐渐融入了我们的生活，并取得了相当重要的地位。温度是常见的和最基本的物理量之一，生产生活中都需要对其进行调控来达到相应的目的。本文设计则是取温度这一物理量作为传输数据，使用单片机作为系统整体控制器件，通过nRF24L01无线模块进行无线通信。另外，本系统还可以通过蓝牙将数据发送到手机中，通过手机观察数据，免去了需要实时到现场收集的烦恼。关键词：STM32F03ZET6；nRF24L01；温度Wireless communication system based on single chip microcomputerTutor：Zhng Horn(College of Mathema
6、tics, Physics and Information Engineering，Electronics and Information Engineering，G Shnji，14610120)Abstract: With the progress of the society and the needs of the production, whether in industry, agriculture, even in daily, wireless communication has been widely used, it has gradually integrated int
7、o our lives, and has obtained the quite important position. Temperature is one of the most common and basic physical quantities, and it needs to be regulated in production and life to achieve the corresponding goal.The design of this paper is to take the physical quantity of temperature as the trans
8、mission data, using the single chip as the whole control device of the system, and wireless communication through the nRF24L01 wireless module. In addition, the system can also send data to the mobile phone via bluetooth, and the data can be observed through the mobile phone, which eliminates the ne
9、ed to collect the data in real timeKeywords：STM32F03ZET；nRF24L01；Temperature1 引言随着现代信息技术的不断发展，人们已经不再满足于有线通信，发展无线通信成为必然趋势。而同时无线通信技术也不断渗透到各个领域中，在人们的生产生活中越来越占据巨大的比重，因此对于无线通信系统的设计就具有十分巨大的现实与研究意义。1.1 研究的背景与意义随着社会的进步和生产的需要，无线通信已经逐渐融入了我们的生活，并逐渐取得了相当重要的地位。在工业生产上，由于生产环境恶劣，工作人员长时间待在恶劣的环境之中会产生健康问题，只能将传感器先安置在目标
10、点之后，让机器先行采集数据后再传输数据到环境良好的室内，这样就需要解决传输问题。一般厂房或是工作室都离数据点有较远的距离，此时就需要很长的数据线来有线传输数据，但是这样就会有另一个问题，那就是材料浪费，占用过多空间，这时就需要利用无线传输的方式来收集数据，也显得十分便利与实用。在农业生产上，温室大棚进行温度检测，粮仓管理，一般目标分散，占地面积大，检测目标多，传统方法复杂，这时无线通信就能够解决很多问题，例如多点收集数据，进行温度监控并实时调控等。在日常生活中，用手机控制家里的电器，并用手机接收家中温度湿度，然后通过远程遥控调整家里的温度湿度，也是应用无线通信系统才能实现。综上所述，无论是生产
11、劳动或者是日常生活中，无线通信都带来了便利与实用。无论是数据的采集预警，并对相关温度或是湿度进行控制，抑或是生活中的网上冲浪，看新闻视频，打电话与发短信，都是无线通信的功劳。因此，既然无线通信如此常见，对其进行学习研究就显得十分必要了。1.2 国内外发展与研究现状自从进入无线通信时代以来，国内外无不对无线通信研究投入巨大比重。从最早的1G，逐渐发展到现在的5G技术，这离不开国内外的共同研究。对于无线通信模块来说，主要分为蜂窝类与非蜂窝类。蜂窝类就是平时生活中用到的3G、4G通信，适合长距离通信。而非蜂窝类则是wifi、蓝牙、Zigbee等模块。对于单片机来说，使用蜂窝类的模块一般适用于现今比较
12、火热的物联网等，而非蜂窝类已经能够满足其对于数据传输的要求。而在上述的非蜂窝类模块中，基本上是在2.4GHz非授权频段上，在这个频段上已经云集了多个标准无线协议。自Nordic等公司推出NRF24L01芯片之后，许多公司相继推出基于该芯片的无线模块，直到现在，Nordic还是在继续推出NRF系列的无线通信模块。相比较国外的无线模块，国内对于芯片的研究确实落后了一截，但是还是有一些公司开发出了属于自己的无线通信模块，例如上海博通的BK2411，虽然早功耗与传输距离上相对差了一些。从另一方面来说，国内的无线模块的应用确实得到了比较大的发展，无线通信与物联网最近开始变得热门起来，相应的无线模块的使用
13、也必定会越来越多，对于无线模块的研究肯定做得比较多，同时，这也一定会让国内厂商在自主研发的道路上走得越来越好。因此，综上所述，本文采用了在2.4GHz频段上的nRF24L01作为无线传输模块，不仅具有丰富的学习与应用资源，同时还方便获得与使用。通过传感器DS18B20将数据送到STM32单片机进行处理后，通过nRF24L01模块将数据传输到接收端显示，最终实现温度的无线传输。1.3 主要研究内容本系统的设计主要采用Nordic公司推出的工作于2.4GHz频段的nRF24L01射频芯片，由STM32F103ZET6单片机作为主控芯片来实现短距离的无线数据通信。整个系统主要分为接收端与发送端两部分
14、，在发送端主要以STM32F103ZET6单片机为核心，使用温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过无线模块nRF24L01将数据传输到接收端，然后在接收端的单片机则将数据显示在OLED上，并实现对温度过高或过低进行报警。另外，在接收端还通过HC05蓝牙模块将数据发送到手机APP中，方便浏览查阅。2 系统方案分析与选择论证2.1 系统设计要求根据本系统的应用环境，具体的技术要求如下：1.体积小巧。本系统主要是要用于短距离的无线数据通信，所以需要在尽可能的条件下控制大小，如果过大，会占据无谓的空间。同时，设计小巧可以在本系统的基础上再加上其他更多的外设，便于以后对于本系统的拓展与优化。2.传输可靠。本系统的主要功能就是无线通信，有别于传统的有线通信，将数据通过电磁波传播，会产生一定的安全问题，那么为了安全可靠性，设计一个完善的系统就十分重要。另一方面，空气之中存在许多电磁干扰，所以系统需要有一定的抗干扰能力。3.成本低。本系统
