基于射频技术的无线温度振动测量系统
远距离室内测温系统说明书
第一章远距离室内温度测量系统1.1远距离室内温度测量系统简介温度是工业生产中常见的工艺参数之一，而且在许多的工程项目中温度指标也是不可或缺的重要参数。
因此，准确、方便地获取温度就显得尤为重要。
通常在工程项目中可能要测量多点的温度值，这就需要铺设大量的电缆，如果现场环境恶劣也会带来很大的难题，而且传统的温度测量只适用在静止的物体测量上。
采用无线测温方案能很好的解决这些问题。
无线温度测量系统的构成主要有两大部分：上位机微处理器控制系统、下位机测量系统。
上位机微处理器控制系统是系统的核心，是负责与下位机通信并完成显示任务和控制功能的，具体由显示芯片、单片机和无线收发芯片三部分组成。
下位机测量系统负责对测量点的温度测量，并根据上位机的控制要求，把测量点的信息返回给上微机控制系统，具体由无线收发芯片，单片机，温度测量设备来完成。
1.2各模块及工作原理图DS18B20型单总线智能温度传感器属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中。
它具有体积小，接口方便，传输距离远等特点。
DS18B20的测温范围从-55℃至+125℃，并通过简单的编程实现9-12位的数字读数方式，可以分别在93.75ms和750ms内完成温度值转换和读取。
DS18B20外形简单且体积小，它只有三只管脚，分别是电源引脚VCC、接地引脚GND和输入/输出引脚DQ，仅通过单线接口DQ就可以完成于单片机的信息交流。
工作原理图如下：无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。
本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。
传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89C52和低功耗传输单元NRF24L01等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在数码管上显示，存储的温度数据通过无线模块的发射端与接收端进行交换。
工作原理图如下：本系统的温度采集与显示，无线的传输与对比均由单片机89C52来控制完成。
基于nRF905的无线温度测量系统的研究与设计毕业论文
毕业设计题目：基于nRF905的无线温度测量系统的研究与设计哈尔滨理工大学毕业设计（论文）评语哈尔滨理工大学毕业设计（论文）任务书基于nRF905的无线温度测量系统的研究与设计摘要在现代工业生产活动中，温度作为一种可以实际测量的重要参数，能起到对设备运行状态、生产环境等外界因素进行实时监控的作用，以保证整个生产活动高效开展，因此准确且实用的温度数据采集系统具有举足轻重的作用。
然而，生产环境的多变性、不确定性，导致许多工作场所不太方便布线，需要采用无线传输方式。
该文主要介绍了由nRF905无线收发模块、80C52单片机、DS18B20温度传感器组成的无线温度测量系统。
该设计以射频收发芯片nRF905为核心，以模块搭建设计为指导思想，搭建无线温度测量系统，系统主要由数据采集模块和无线传输模块组成。
数据采集模块以数字式温度传感器DS18B20检测环境温度，并将检测的温度参数简单处理后经过nRF905无线模块发送到接受接口。
无线数据传输模块通过nRF905芯片进行数据的收发处理，最后将采集到的数据通过电平转换芯片MAX232传到PC机。
关键词无线传输；数据采集；nRF905； DS18B20值得下载The Research and Design of Wireless Temperature measurement system based on nRF905AbstractIn modern production and life, temperature is an important parameter in many occasions.In many places, it is necessary to monitor the temperature parameter and making relevant processing so that the system runs in the best state. Therefore, it is significant to develop a reliable and practical temperature monitoring system. With the rapid development of wireless transmission technology, short range wireless transmission technology has been widely applied to many places where wiring is not available, offering great conveniences for people.This paper introduces the temperature measurement system based on nRF905 wireless transceiver module, 80C52 microcontroller,DS18B20 temperature sensor.This paper puts forward that the wireless temperature data acquisition system is built with the RF transceiver chip (nRF905) as the core, and its guiding ideology is modularization, The system is consists of collection module and wireless transmission module. The data acquisition module detects temperature data with digital temperature sensor DS18B20, then the simply processed data is sent out by the RF transceiver chip (nRF905).Wireless transmission module sents, receives and processes data by the nRF905 chip.Finally the data is sent to PC through the level converter chip MAX232.Keywords wireless transmission；data collection；nRF905；DS18B20值得下载目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 国内外文献综述 (2)1.2.1 蓝牙 (2)1.2.2 IRDA (3)1.2.3 GPRS (3)1.3 论文研究内容 (4)第2章系统模块主要器件的选型与设计 (5)2.1 低功耗射频传输单元nRF905芯片 (5)2.1.1 nRF905 芯片概述 (5)2.1.2 nRF905 管脚图和引脚功能说明 (5)2.1.3 nRF905 工作详情 (6)2.2 单片机80C52 (9)2.2.1 80C52概述 (9)2.2.2 80C52 引脚图及各引脚的功能 (9)2.2.3 80C52工作详情 (11)2.3 单总线数字式传感器 (12)2.3.1 DS18B20概述 (12)2.3.2 DS18B20的管脚配置和内部结构 (12)2.3.3 DS18B20的工作原理 (14)2.4 接口芯片MAX232 (17)2.4.1 MAX232概述 (17)2.4.2 MAX232引脚功能说明 (18)2.5 本章小结 (19)第3章系统硬件结构设计 (20)3.1 系统的整体设计方案 (20)3.2 系统电路设计 (21)值得下载3.2.1 下位机部分电路设计 (21)3.2.2 上位机部分电路设计 (23)3.3 本章小结 (26)第4章系统软件设计 (27)4.1 系统的整体软件框图 (27)4.2 系统所使用的通信协议 (27)4.3 软件设计主要模块介绍 (28)4.3.1 下位机部分程序设计 (28)4.3.2 上位机部分程序设计 (33)4.4本章小结 (36)第5章结论 (1)致谢 (2)参考文献 (3)附录 (4)值得下载第1章绪论1.1选题的目的和意义随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。
基于射频技术与无线网络的温湿度远程监测系统
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｉ ｉ ｃ ｌ ｔ ｅ ｌ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｏ ｄ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｉ ｒ ｄ ｍｏ ｉ ｒ ｇ ｆｒｂ ｉ ｉ ｇ ｉ ｏ ｔ ｏ — ｓｒ ｃ ：ｔ ｓ ｄ ｆ ｕ ｔ ｏ ｒ ａ ｉ ｎ ｔ ｉ ｆ ｎ ｏ ｒｅ ｖｒ ｍｅ ｔ ｔ ｗｉ ｎ ｔ ｉ ｏ ｕ ｌ ｎ ｓｗ ｔ ｕ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｉ ｏ ｗ ｈ ｅ ｏ ｎ ｄ ｈ ｃｎ ｐ ｅ ｅ ｓ ｅ ｗｉ ｎ ． ｈ ｒ ｌ ｓ ｎ ｔｒ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｉ ｅ ｕ ｎ ｙ ｔｃ ｎ ｑ ｅ ｉ ａ ｆ ｃｉ ｅ ｍｅｈ ｄ Ａ ｒ ｍｏｅ ｎｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｒ ｇ Ｔ ｅ ｗｉ ｅ ｓｍｏ ｉ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｏｆ ｑ ｅ ｃ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｎ ｅ ｆ ｔ ｔｏ ． ｅ ｔ — ｖ ｉ ｅ ｏｎ ｒ ｅ ｖ ｎ ｔ ｒ ｇ ｓ ｓｅ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕ ｄｔ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｏ ｆ ｑ ｅ ｃ ｃ ｎ ｑ ｅ ａ ｄ ｗ ｒ ｌ ｓ ｅｗ ｒ ｓｄ ｓ ｎ ｄ ｉ ｉ ｉ ｙ ｔｍ ｆｔ ｏ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｈ ｍｉ ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｉ ｒ ｕ ｎ ｙ ｔ ｈ ｉ ｕ ｎ ｉｅｅ ｓ ｎ ｔ ｏ ｋ ｉ ｅ ｉ ｅ ｎ ｙ ｅ ｅ ｇ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｈ ｙ ｔｍ ｏ ｓ ｔ ｏ ｒ ｌｓ ｅ ｓ ｒｎ ｔ ｒ ｆｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕ ｄ ｔ ｎ ｅ ｔ ｒ ｎ ｆｒｉ ｇ ｓ ｂ ｈｓｐ ｐ ｒ Ｔ ｅｓ ｓ ｅ ｃ ｎ ｉ ｓ ｆ ｅ ｅ ｓ ｓ ｎ ｏ ｅｗｏ ｋ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｈ ｍｉ ｉ ａ ｄ ｒ ｍｏｅ ｔａ ｓｅ ｒ ｕ — ｓ ｗｉ ｙ ｎ ｓ ｓ ｍ ａ ｅ ｎ ３ ｗｉ ｌｓ ｅｗｏ ｋ Ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｗ ｒ ｌｓ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｈ ｍｉ ｉ ｅ ｓ ｒ ｎ ｄ ｎ ｈ ｅ ｔ ｙ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ Ｇ ｒ ｅ ｓ ｎ ｔ ｒ ． ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｉ ｅ ｓ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｕ ｄ ｔ ｓ ｎ ｏ ｏ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｍｏｅ ｅ ｅ ｙ
基于nRF905的无线温度采集系统设计与实现
（ ｎ ｉ ｅｉｇＣ ｎ ｒｆＡ ｖｎ ｅ ａ ｕａｔｒ ｇＴｃ ｎｌ ｙ Ｎ ｎｉ ｎｔｕ ｅ ｈｌ ， ａ ｉ １ １７ Ｃ ｉａ Ｅ ｇｎ ｒ ｅ ｔ ｄ ａｃｄＭ ｎｆｃ ｉ ｅｈ ｏｏ ， ａｊ ｇＩｓｉ ｔ ｏ ｃ ｏ ｇ Ｎ ｎ ｎ ２ １６ ， ｈｎ ） ｅ ｎ ｅｏ ｕｎ ｇ ｎ ｔ ｅ ｆＴ ｏ ｙ ｊｇ
一
代 单 片 机 １ Ｌ ５ ３ Ａ 和 Ｎ ｒｉ ２Ｅ ６０ Ｄ ｏｄｃ公 司 ｎ Ｆ ０ Ｒ ９ ５射频 收发 器 芯 片 组 成 的 一 种 多点 温度 采 集 系统 的设 计 方 案 。 细 阐 详
述 了 系统 组 成 结 构 、 工作 原 理 、 件 电路 和软 件 设 计 。实现 了 多点 温 度 实时 监 测 。系统 硬 件 构 成 简练 ， 积 小 ， 硬 体 功耗 低 ， 有 较 广 的 应 用 空 间
接 收 器 。 个 功 率 放 大 器 ． 个 晶 体 震 荡 器 和 一 个 调 节 器 组 一 一
成 。 据 传 输 速 率 可 达 １０ｋ／， 持 点 对 点 传 输 模 式 和 广 播 数 ０ ｂｓ支
传 输 模 式 。ｎ Ｆ ０ Ｒ ９ ５工 作 电压 １ ～ ． Ｖ， 耗 很 低 ， 芯 片 处 ． ３６ 功 ９ 该 于接 受 模 式 时 工 作 电流 为 １ ． ｍ ２ Ａ．但 在 掉 电模 式 下 工 作 电 ５ 流 仅 为 ２ Ａ。ｎ Ｆ ０ ５ Ｒ ９ ５采 用 Ｎ ｒｉ 司 的 Ｖ Ｓ ｈ ｃ Ｂ ｒ ｏ ｃ公 ｄ Ｌ Ｉ ｏｋ ｕｓ Ｓ ｔ 技术 ． 技 术使得 ｎ Ｆ０ 该 Ｒ ９ ５在 没 有 高 速 ＭＣ 下 ， 能 实 现 高 Ｕ 也
基于NRF24L01的智能无线温度测量系统设计
０ 引
言
在 粮库温控 系统 、 冷库 温 控 系统 、 能化 建 筑 监控 系 智 统、 中央空调系统 等众多应 用领 域都 需要 多点 温度 测量 技 术Ｌ 。传 统的有线 多 点 温度 测 量 系 统 ， 便 于 布设 、 护 １ 不 维 和更 新 。ＮＲ ２ Ｌ １是 Ｎｏ ｄｃ公 司 提 供 的 一 款 工 作 在 Ｆ４ ０ ｒｉ ２４ＧＨｚ ． 的无 线 通 信 芯 片 ， 用 ＧＦ Ｋ 调 制 ， 部 集 成 采 Ｓ 内 Ｎｏｄｃ的 Ｅ ｈ ｎｅ ｈ ｃ Ｂ ｒｔ协 议 ， 信 速 度 达 ｒｉ ｎ ａ ｃｄ Ｓ ｏ ｋ ｕｓ 通 ２Ｍｂ ｓ提 供 标 准 Ｓ Ｉ 方 便 与 微 控 制 器 接 口， 合 ｐ， Ｐ， 结
赵
天津
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３０７） ０ ２ Ｏ
摘
要 ：介绍基于 Ｓ Ｃ ９ ５ 单片机、 Ｆ ４ ０ Ｔ ８Ｃ １ ＮＲ ２ Ｌ １射频芯片和 Ｄ １Ｂ ０数字温度传感器的智能无 线温度测量系统 的 Ｓ８ ２
设计 ， 并对系统实际运行的结果数据进行测试分析 。针对传统有线温度测量 系统布线麻烦且成本高 ， 布局 固定不能移 动的缺点 ， 将短距离无线通信技术应用 到分布式温度测量 ， 实现了多点分布式温度测量 与数 据传输 ， 并在 自己设计的 智能节点基础上 开发 自己的通信协议 ， 最终构成一个全方位分布式的智能无线测温网络。本 系统易于安装 和维护 ， 可 实现规定范围内全方位的温度测量 。
辩 豳
蛳
ＥＴＮ ＭＳ量ＴＥＮ Ｏ２年２ ＬＲＩ 测Ｍ ＣＯ Ｙ０ 第 Ｅ Ｏ电ＡＲＥ 术ＨＩ ３２ Ｃ Ｃ子 ＥＮＴ 第０ 月 Ｕ 技 Ｏ ３ Ｅ １ 期 卷
基 于 Ｎ ２ Ｌ １的 智 能 无 温 度 测 量 系统 设 计 ＲＦ ４ ０ 线
无线测温解决方案
无线测温解决方案一、引言无线测温解决方案是一种基于无线通信技术的温度监测系统，旨在实现远程、无线、高精度的温度测量。
本文将详细介绍无线测温解决方案的原理、技术特点、应用场景以及相关优势。
二、原理无线测温解决方案采用了传感器、数据采集器和数据传输模块等关键技术。
具体原理如下：1. 传感器：通过选择适当的温度传感器，如热电偶或者热敏电阻，将温度转化为电信号。
2. 数据采集器：将传感器输出的电信号进行放大、滤波和线性化处理，得到准确的温度数值。
3. 数据传输模块：采用无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙或者LoRa等，将采集到的温度数据传输到远程监测终端。
三、技术特点无线测温解决方案具有以下技术特点：1. 高精度：采用先进的传感器和数据处理算法，能够实现高精度的温度测量，误差控制在±0.1°C以内。
2. 远程监测：通过无线通信技术，可以实现对温度数据的远程监测和实时传输，方便用户随时掌握温度变化。
3. 多点监测：支持多个传感器同时监测不同位置的温度，可以满足不同应用场景的需求。
4. 高可靠性：采用稳定可靠的无线通信技术，保证数据传输的稳定性和可靠性。
5. 灵便扩展：支持多种数据传输模块，可以根据实际需求选择合适的通信方式。
四、应用场景无线测温解决方案可广泛应用于以下场景：1. 工业生产：可用于工厂车间、生产线等环境的温度监测，确保生产过程中的温度控制。
2. 仓储物流：可用于仓库、冷链物流等环境的温度监测，保证货物质量和安全。
3. 医疗卫生：可用于医院、实验室等环境的温度监测，确保药品和生物样本的质量。
4. 农业养殖：可用于温室、畜禽养殖场等环境的温度监测，提高农作物和动物的生产效率。
5. 建造环境：可用于办公楼、住宅等环境的温度监测，提供舒适的室内温度控制。
五、优势无线测温解决方案相比传统有线测温方式具有以下优势：1. 省时省力：无需布线，安装简便，节省了人力和时间成本。
2. 灵便性强：可以根据实际需求自由选择传感器和通信方式，满足不同应用场景的需求。
基于单片机的无线多路温度数据采集系统设计
关键词： AT89C51 温度采集温度传感器DS18B20 RS-232 MAX813 无线收发模块PTR2000AbstractThis paper introduces a kind of wireless monitoring system which is used to control temperature condition. The system adopts wireless network and temperature collect technique. The wireless communication can avoid the shortcoming of remote wire transmission, such as large wastage, high cost etc. This design usesAT89C51,The monolithic integrated circuit is the main hardware, In order to realize design goal this design including temperature gathering, the temperature demonstrated that, the systems control, strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence.The main MCU (AT89C51) takes charge of measurement,control andcommunication with the communication MCU. The communication MCU (AT89C51) is used to control receiving and sending data in the wireless communication. The system wireless temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit, with real-time temperature gathering, transmits to on position machine,by achieves to the temperature comparison, the control.Key words:AT89C51Temperature gatheringDS18B20RS-232MAX813PTR2000wireless communication目录第一章绪论 (3)第二章方案论证4第三章系统总体设计63.1系统总体分析63.2设计原理7第四章各个元器件及芯片简介94.1 AT89C51单片机介绍94.2 DS18B20温度传感器简介114.3 PTR2000模块介绍124.4 MAX813芯片介绍134.5 MAX7219芯片介绍144.6 1602液晶显示屏介绍15第五章各部分电路设计165.1 看门狗电路165.2 温度采集电路175.3 串口电路185.4 显示电路195.5 键盘电路20第六章系统总体软件设计 (21)6.1 系统工作流程.................................................216.2 系统地软件设计 (21)6.3 软件设计流程图 (22)结论27致谢词28参考文献29附录1：硬件总图30第一章绪论在工农业生产中,对于采集数据地传输大多采用有线方式,因为有线方式地传输距离、数据传输速率以及抗干扰能力都要优于无线方式；然而对于在野外或者不便于铺设线缆地地区进行数据采集传输时,采用有线方式就受到了限制.针对这一特点,设计了采用无线传输方式地无线数据采集监测系统.该系统采集主要以Atmel公司地AT89C51单片机为控制处理核心,由它完成对数据地采集处理以及控制数据地无线传输.AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能地8位单片机,片内带有一个8KB地可编程／可擦除／只读存储器.无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异,在业界居领先水平,它地显著特点是所需外围元件少,因而设计非常方便.该模板块在内部需成了高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能,因而是目前集成度较高地无线数传产品.在本文中,主要说明单片机和无线数据收发模块 PTR 2000地组合,形成单片机地无线数据传输系统,与微机进行无线数据传输.包括：如何针对系统地需求选择合适地无线数据传输模块器件,如何根据选择地器件设计外围电路和单片机地接口电路,如何编写控制无线数据传输器件进行数据传输地单片机程序,并简要介绍数字温度传感器DS18B20地应用.第二章方案论证（一）温度采集方案方案一：模拟温度传感器.采用热敏电阻,将温度值转换为电压值,经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号,再由单片机经过比较计算得到温度值.优点：应用广泛,特别是工程领域,采用不同地热敏电阻,可实现低温到超高温地测量.缺点：必须采用高速高位A/D转换器,系统复杂,成本高,还以引进非线性误差,得通过软件差值修正方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20.该传感器采用单总线接口,能方便地与单片机通信.测温范围从-55到+125,测温精度9-12位可调,12位时最大转换时间为750ms,完全满足本设计地要求.缺点：不能实现高温测量.从上各种因素,我们采用数字温度传感器方案.（二）无线数据传送方案方案一：采用GSM模块.GSM（公用数字移动网通信）系统是目前基于时分多址技术地移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛地一种系统,本设计可利用其短消息服务来传输温度数据.优点：网络覆盖广,可实现远距离传输.缺点：成本高,无法实现实时性.方案二：该采用无线传输模块PTR2000.该器件将接收和发射合接为一体；工作频率为国际通用地数传频段433MHZ；采用FSK调制/解调,可直接进入数据输入/输出,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合；采用DDS（直接数据合成）+PLL频率合成技术,因而频率稳定性极好；灵敏度高达—105bBm；工作电压低（2.7V）,功耗小,接受待机状态电流仅为8μA；具有两个频道,可满足需要多信道工作地场合；工作数率最高达20kbit/s(也可在较抵速率下工作,如9600bps)；超小体积,约40×27×5mm3；可直接与CPU串口进行连接（如8031）,也可以用RS232与计算机接口,软件编程非常方便基于上述考虑,采用方案二.（三）显示界面方案方案一：用数码管显示,优点：结构简单,成本低.缺点：只能显示一测量点和有限地符号.方案二：采用LCD显示.可以实现中英文操作提示,方便人机交换.能同时显示多点温度值,通过键盘操作可快速翻屏浏览或监控一测量点温度值.缺点：价格高,体积增大.本系统设计为多点温度采集情况,所以选择LCD显示第三章系统总体设计3.1 系统总体分析无线温度数据采集系统是一种基于单片机射频技术地无线温度检测装置,本设计由温度采集部分,发送/接受部分,显示部分组成,温度采集部分由八个一线式数字温度传感器、AT89C51单片机、看门狗电路、键盘电路、晶振电路、复位电路、报警电路、数码管显示电路组成,采集到地温度数据在单片机地处理下在数码管上显示,同时传输到接收单元.发送部分采用无线传输模块PTR2000,模块在内部集成了高频发射,高频接受,PLL合成,FSK调制、参量放大,功率放大,频道切换等功能,单片机不能与无线模块直接通信,需通过串口电路进行数据地传输,串口电路采用RS232串口通信电路,显示部分采用1602液晶显示屏,AT89C51单片机以及单片机地外围电路由独立按键电路,晶振电路,复位电路组成.系统设计框图如下：发送模块系统框图接收模块系统框图3.2设计原理无线温度采集系统是一种基于无线模块地温度检测装置.本系统由温度采集部分和接收/发送机,以及显示芯片组成.温度采集部分由八个数字温度传感器芯片18B20,单片机AT89C51,低功耗地无线收发模块等组成,传感器采用寄生电源地方式即VDD与GND同时接地,八个温度传感器串接在P1.1口,同时采用结型场效应管进行驱动；数字单总线温度传感器是目前最新地测温器件,它集温度测量,A/D 转换于一体,具有单总线结构,数字量输出,直接与微机接口等优点.打开电源后,本系统由单片机AT89C51向单线数字温度传感器DS18B20芯片发出指令进行测温根据DS18B20地通讯协议,主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位,复位成功后发送一条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DS18B20进行预定地操作.复位要求主CPU将数据线下拉500微秒,然后释放,DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右,后发出60～240微秒地存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功.在硬件上,DS18B20与单片机地连接采用寄生电源供电,此时UDD、GND接地,I/O接单片机I/O.然后数据被传输至单片机AT89C51,八位数据分两次传输,再由单片机编程为可以由数码管显示地四位数据,因为51单片机有一个全双工地串行通讯口,所以单片机和无线收发模块之间进行串口通讯.进行串行第一位为正负温度数据,后三位为带小数点地当前温度.数据也被送至低功耗无线传输模块进行无线传输.通讯时要满足一定地条件,比如电脑地串口是RS232电平地,而单片机地串口是TTL电平地,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232进行转换.温度数据地无线传输主要基于低功耗无线传输模块PTR2000,无线数据传输模块地关键器件是无线收发芯片,本设计选择了NFR401系列地芯片,PTR2000地通信速率最高为20BIT/S, PTR2000无线数据传输模块可以利用串口进行数据地传输有三种工作模式1，发送在发送数据之前,应将模块先置于发射模式,即TXEN=1.然后等待至少5ms后（接收到发射地转换时间）才可以发送任意长度地数据.发送结束后应将模块置于接收状态,即TXEN=0.2, 接收：接收时应将PTR2000置于接收状态,即TXEN=0.然后将接收到地数据直接送到单片机串口.3,待机：当PWR=0时,PTR进入节点模式,此时地功耗大约为8uA,但在待机模式下不能接收和发射数据.数据地收、发由AT89C51控制.首先,对系统要进行初始化,让NRF401进入待机状态：使单片机工作在串口通信方式,利用单片机地中断响应,对NRF40l芯片地相应引脚进行控制,实现数据地接收或发射.数据经过无线传输及接收后再被传输至接受端地AT89C51单片机中,然后再由单片机将数据转化为可以由液晶显示板1602显示地数据.1602液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块地忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效.要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符. 最后通过液晶显示屏和数码管地温度数据对比,判断进行无线地温度传输数据是否正确.第四章各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍AT89C51单片机简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）地低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机.单片机地可擦除只读存储器可以反复擦除100次.该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准地MCS-51指令集和输出管脚相兼容.由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 地AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它地一种精简版本.1．主要特性：1、与MCS-51 兼容2、4K字节可编程闪烁存储器3、1000写/擦循环数据保留时间10年4、全静态工作,0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定5、128*8位内部RAM32可编程I/O线6、两个16位定时器/计数器7、5个中断源8、可编程串行通道低功耗地闲置和掉电模式9、片内振荡器和时钟电路2．主要管脚说明：P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流.当P1口地管脚第一次写1时,被定义为高阻输入.P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址地第八位. P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻地8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流.P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉地缘故.P2口：P2口为一个内部上拉电阻地8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入.并因此作为输入时,P2口地管脚被外部拉低,将输出电流.P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址地高八位.P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻地双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流.当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入.作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉地缘故.4.2 DS18B20温度传感器简介DS18B20是DALLAS公司生产地一线式数字温度传感器,具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃可编程为9位～12位A/D 转换精度,测温分辨率可达 0.0625℃,被测温度用符号扩展地16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器地端口较少,可节省大量地引线和逻辑电路.以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统.DS18B20地内部结构主要由4部分组成：64 位ROM、温度传感器、非挥发地温度报警触发器TH和TL、配置寄存器.DS18B20地管脚排列如图2所示,DQ 为数字信号输入／输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端.ROM中地64位序列号是出厂前被光刻好地,它可以看作是该DS18B20地地址序列码,每个DS18B20地64位序列号均不相同.64位ROM地排地循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4＋1）. ROM地作用是使每一个DS18B20都各不相同,这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20地目地.图1DS18B20地管脚图DS18B20中地温度传感器完成对温度地测量,用16位符号扩展地二进制补码读数形式提供,以0.0625℃/LSB形式表达,其中S为符号位.例如＋125℃地数字输出为07D0H,＋25.0625℃地数字输出为0191H,－25.0625℃地数字输出为FF6FH,－55℃地数字输出为 FC90H.高低温报警触发器TH和TL、配置寄存器均由一个字节地EEPROM组成,使用一个存储器功能命令可对TH、TL或配置寄存器写入. R1、R0决定温度转换地精度位数：R1R0=“00”,9位精度,最大转换时间为93.75ms；R1R0=“01”,10位精度,最大转换时间为 187.5ms；R1R0=“10”,11位精度,最大转换时间为375ms；R1R0=“11”,12位精度,最大转换时间为750ms；未编程时默认为12位精度.高速暂存器是一个9字节地存储器.开始两个字节包含被测温度地数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器地临时拷贝,每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用,表现为全逻辑1；第9字节读出地是前面所有8个字节地CRC码,可用来保证通信正确.4.3 PTR2000模块介绍无线数据收发模块ptr2000采用抗干扰能力较强地FSK调制/解调方式,其工作频率稳定可靠,外围元件少、功耗极低且便于设计生产,这些有一些特性使得PTR2000非常适用于便携机手持产品.可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集、无线标签等系统.无线数据传输模块地关键器件是无线收发芯片.以下是几点选择芯片或者模块地选择标准.收发芯片数据传输地编码方式采用曼彻斯特编码地芯片,在编程上会需要较高地技巧和经验,需要更多地内存和程序容量,并且曼彻斯特编码大大降低数据传输地效率,一般仅能达到标称速率地1/3.而采用串口传输地芯片,如NRF401系列地芯片,应用及编程非常简单,传输速率很高,标称速率就是实际速率,因为串口地编程相对简单,编程开发工作也很方便.收发芯片地分装和管脚数较小地管脚以及分装,有利于较少PCB面积,适合测控地设计.NRF401仅20脚,是管脚和体积最小地.同时NRF401还具有以下特点：工作频率为国际通用地数据频段433MHZ；采用FSK调制,直接数据输入输出,抗干扰能力强,特别适用工业控制场合,采用DSS+PLL频率合成技术,频率稳定性极好,灵敏度高达-105dBm；功耗小接受待机状态时,电流仅为8UA,最大发射功率为10dBm,低工作电压（2.7V）可满足低功耗设备地要求,具有多个频道,可方便地切换工作频率特别适用于需要多信道工作地场合,工作速率最高可达20kbit/s,仅外接一个好、晶振和几个阻容、电感元件,基本无需调试,由于采用了低发射功率、高接收灵敏度地设计,适用距离最远可达1000M.内部电路图如下：4.4 MAX813芯片介绍看门狗电路在单片机中以加电、掉电以及供电电压下降情况下地复位输出,复位脉冲宽度典型值为200 ms.独立地看门狗输出,如果看门狗输入在1．6 s内未被触发,其输出将变为高电平, 1.25 V门限值检测器,用于电源故障报警、电池低电压检测或＋5 V 以外地电源监控,低电平有效地手动复位输入.各引脚功能及工作原理1、手动复位输入端（）当该端输入低电平保持140 ms以上,MAX813就输出复位信号.该输入端地最小输入脉宽要求可以有效地消除开关地抖动.2、工作电源端（VCC）：接+5V电源.3、电源接地端（GND）：接0 V参考电平..4、电源故障输入端（PFI）当该端输入电压低于1．25 V时,5号引脚输出端地信号由高电平变为低电平.5、电源故障输出端（)电源正常时,保持高电平,电源电压变低或掉电时,输出由高电平变为低电平.6、看门狗信号输入端（WDI）程序正常运行时,必须在小于1．6 s地时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号,以清除芯片内部地看门狗定时器.若超过1．6 s该输入端收不到脉冲信号,则内部定时器溢出,8号引脚由高电平变为低电平.7、复位信号输出端（RST）上电时,自动产生200 ms地复位脉冲；手动复位端输入低电平时,该端也产生复位信号输出.8、看门狗信号输出端（）.正常工作时输出保持高电平,看门狗输出时,该端输出信号由高电平变为低电平.芯片管脚图如下：4.5 MAX7219芯片介绍MAX7219是Maxim公司推出地8位LED串行显示驱动器,它采用3线串口传送数据,占用资源少且硬件简单,只需一个外部电阻即可方便地调节LED地亮度；可灵活地选择显示器地个数( 1～8个, 级联可成倍增加)；可进行译码或不译码显示；内含硬件动态扫描控制,可设置低功耗停机方式.引脚功能和工作原理MAX7219采用24脚双列直插式封装,其引脚如图3所示.SEGA～SEGG和DP 分别为LED七段驱动器线和小数点线,供给显示器源电流；DIG0～DIG7为8位数字驱动线,输出位选信号,从每位LED共阴极吸入电流.图3 MAX7219 引脚功能DIN是串行数据输入端.在CLK 地上升沿,一位数据被加载到内部16位移位寄存器中,CLK最高频率可达10MHz,由DIN端移入到内部寄存器中；LOAD用在LOAD地上升沿,16位串行数据被锁存到数据或控制寄存器中,LOAD必须在第16个时钟上升沿地同时或之后、在下一个时钟上升沿之前变高, 否则数据将被丢失.每组数据为16 位二进制数据包.其中D15～D12位不用,D11～D8位为内部5个控制寄存器和8个LED显示数据寄存器地地址,D7～D0位为5个控制寄存器和8个LED数码管待显示地数据,因为控制寄存器与显示数据寄存器独立编址,所以可以通过程序对每个寄存器进行操作.MAX7219内部有14个可寻址地控制字寄存器.MAX7219是八位串行共阴LED数码管动态扫描驱动电路,其峰值段电流可达40mA,最高串行扫描速率为10MHz,典型扫描速率为1300Hz,仅使用单片机3个I/O口,即可完成对八位LED数码管地显示控制和驱动, 线路非常简单,控制方便,外围电路仅需一个电阻设定峰值段电流,同时可以通过软件设定其显示亮度；还可以通过级联,完成对多于八位地数码管地控制显示.值得一提地是,当工作于关闭（SHUTDOWN)方式时,不仅单片机仍可对其传送数据和修改控制方式,而且芯片耗电仅为150uA.4.6 1602液晶显示屏介绍工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符.（16列2行）注：为了表示地方便 ,后文皆以1表示高电平,0表示第电平.1.管脚功能1602采用标准地16脚接口,其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VDD接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K地电位器调整对比度）.第4脚：RS为寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器. 第5脚：RW为读写信号线,高电平(1)时进行读操作,低电平(0)时进行写操作.第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端.第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端.第15～16脚：空脚或背灯电源.15脚背光正极,16脚背光负极.2.字符集1602液晶模块内部地字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同地点阵字符图形,这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定地代码,比如大写地英文字母“A”地代码是01000001B（41H）,显示时模块把地址41H中地点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”.第五章各部分电路设计5.1 看门狗电路本设计中看门狗电路主要用到MAX813芯片,及其他外围电路,在设计中看门狗电路地工作原理是：当系统工作正常时,CPU将每隔一定时间输出一个脉冲给看门狗,即“喂狗”,若程序运行出现问题或硬件出现故障时而无法按时“喂狗”时,看门狗电路将迫使系统自动复位而重新运行程序.主要作用是防止程序跑飞或死锁.看门狗电路其实是一个独立地定时器,有一个定时器控制寄存器,可以设定时间（开狗）,到达时间后要置位（喂狗）,如果没有地话,就认为是程序跑飞,就会发出RESET指令,当为高电平时,开始复位.功能如下：本电路巧妙地利用了MAX813地手动复位输入端.只要程序一旦跑飞引起程序“死机”,端电平由高到低,当变低超过140 ms,将引起MAX813产生一个200 ms地复位脉冲.同时使看门狗定时器清0和使引脚变成高电平.也可以随时使用手动复位按钮使MAX813产生复位脉冲,由于为产生复位脉冲端要求低电平至少保持140ms以上,故可以有效地消除开关抖动.该电路可以实时地监视电源故障（掉电、电压降低等）.图6 中R5未经稳压地直流电源.电源正常时,确保R3地电压高于1．26 V,即保证MAX813地PFI 输入端电平高于1.26 V.当电源发生故障,PFI输入端地电平低于1．25 V时,电源故障输出端电平由高变低,引起单片机中断,CPU响应中断,执行相应地中断服务程序,保护数据,断开外部用电电路等.5.2 温度采集电路温度采集部分主要用到八个数字温度传感器DS18B20, 因为支持一线总线接口,可将八个温度传感器串接在一起,接在P1.1口,采用寄生电源方式,将VDD 与GND共同接地,同时采用一结型场效应管进行驱动.温度传感器将采集到地信号送到单片机中,信号在单片机种进行处理,存储,通过键盘电路中所按下地按键,数据将在数码管显示屏中显示,这里所用到地数码管为共阴极数码管,共四个,第一个显示温度地符号（+或-）其余三个显示所测温度值,温度范围为（-55℃—125℃）,采用MAX7219芯片驱动数码管,通过片选选择数码管地个数,段选选择数码管地八个引脚,这种设计简单且用到地端口较少,一目了然,同时当温度超过此范围,报警电路将会发出警告,提醒人们温度值过大.同时信号也将被送至无线收发模块.电路图如下：温度采集电路原理图5.3 串口电路单片机从一个I/O引脚逐位传输一些列二进制编码数据,就是串行通信.所谓串行通信是指外设和计算机家门适用一根数据信号线数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输,每一位数据都占据一个固定地时间长度,这种通信方式使用地数据线少,传输速度比并行传输慢.串行通信地优点在于远程通信和上下位机通信,51系列单片机通过自身地串口完成通信,高串口是一个可编程地全双工串行通信接口.串口通信协议地内容接口地电气特性在RS-232-C中任何一条信号线地电压均为负逻辑关系.即要求接收器能识别低至+3V地信号作为逻辑“0”,高到-3V地信号作为逻辑“1”.接口地物理结构 RS-232-C接口连接器一般使用型号为DB-25地25芯插头座,通常插头在DCE端,插座在DTE端. 一些设备与PC机连接地RS-232-C接口,因为不使用对方地传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”.所以采用DB-9地9芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线. 串口电路图如下：C2 0.1uf C1 0.1ufc30.1ufc40.1ufC50.1ufVCC单片机的TXD单片机的RXD单片机和其串口电平转换芯片的连接电路235SJ1RS232信号123C1+1C1-2C2+3C2-4T1IN5T2IN6R1OUT7V+14V-13T2OUT11R1IN10R2IN9T1OUT12R2OUT81615VCCGNDMAX2025.4 显示电路显示电路主要有另一块AT89C51单片机、外围电路及1602液晶显示屏组成.1602液晶显示屏能显示32个字符,内部地字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同地点阵字符图形,这些字符有：阿拉伯数字、英文字母地大小写、常用地符号、和日文假名等,当数据传输过来时,液晶屏地第一行显示温度两字,第二行显示温度数值.电路图如下：显示模块。
rfc测温度原理
rfc测温度原理RFC测温度原理是一种通过无线射频信号来测量温度的技术。
该技术基于物体温度与射频信号衰减之间的关系，通过测量射频信号的衰减程度来推算物体的温度。
在RFC测温度原理中，射频信号是通过发射器产生并通过空气传播到接收器。
当射频信号经过物体时，会受到物体的吸收和散射影响，导致信号的衰减。
而物体的温度会直接影响其对射频信号的吸收程度，因此可以通过测量射频信号的衰减程度来间接推算物体的温度。
具体来说，RFC测温度原理中使用了一个发射天线和一个接收天线。
发射天线负责产生射频信号，并将其发送到空气中。
接收天线则负责接收经过物体后的射频信号，并将其送入接收器进行处理。
在发射过程中，射频信号会经历自由空间传播以及经过物体后的衰减。
自由空间传播是指射频信号在空气中传播的过程，其衰减程度与距离成正比。
而经过物体后的衰减则与物体的吸收和散射特性有关，主要受物体的材料和温度影响。
接收天线接收到经过物体后的射频信号后，将其送入接收器进行信号处理。
通过测量接收到的信号强度，可以计算出射频信号经过物体后的衰减程度。
而这个衰减程度与物体的温度有一定的关系，因此可以通过测量信号的衰减程度来推算物体的温度。
需要注意的是，RFC测温度原理中的射频信号衰减与物体温度之间的关系是非线性的，需要通过一定的校准和算法来进行处理。
通常情况下，校准是通过在不同知名温度下进行实验测量得到的数据来进行的。
RFC测温度原理具有一些优点。
首先，它可以实现非接触式测温，无需与物体直接接触，避免了传统温度测量方法中的接触污染和破坏问题。
其次，RFC测温度原理可以实现远距离测温，适用于一些无法接触到的物体或远距离的测量场景。
另外，RFC测温度原理还可以实现对多个物体的同时测量，提高了测量效率。
总结来说，RFC测温度原理是一种通过无线射频信号来测量温度的技术。
该技术利用射频信号经过物体后的衰减程度与物体温度之间的关系，通过测量信号的衰减程度来推算物体的温度。
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第28卷第3期兵工自动化Vol. 28, No. 3 2009年3月 Ordnance Industry Automation Mar. 2009文章编号：1006-1576（2009）03-0062-03基于射频技术的无线温度振动测量系统刘龙，戴哲（92941部队 94分队，辽宁葫芦岛 125000）摘要：针对温度、振动有线测量系统中的布线复杂且设备工作可靠性低等问题，提出应用射频技术解决这一问题的设想。
系统以射频收发芯片nRF24E1为核心，采用数字式温度传感器DS18B20及数字式振动传感器ADXL202设计的一套无线温度、振动测量系统。
其软件包括：温度测量程序、振动测量程序、无线发送端程序、无线接收端程序和PC机内测试程序。
实践证明该系统具有结构简单、运行稳定、可靠性高等特点。
关键词：射频技术；nRF24E1芯片；温度传感器；振动传感器；无线收发中图分类号：TP212.9; TP274 文献标识码：AA System for Wireless Temperature and Vibration MeasurementBased on RF TechnologyLIU Long, DAI Zhe(No. 94 Unit, No. 92941 Army of PLA, Huludao 125000, China)Abstract: According to testing problems like complex routing, low reliability in cable measurement of temperature and Vibration system, the wireless system for temperature and vibration measurement based on RF technology is introduced, which includes core-RF transceiver nRF24E1, digital temperature sensor DS18B20 and digital Vibration sensor ADXL202. The system software includes temperature measurement module, vibration measurement module, wireless transmission module, wireless receive module and built-in PC measurement module. Practice shows that the system has advantages of simple structure, stable operation and high reliability.Keywords: RF technique; nRF24E1 chip; Temperature sensor; Vibration sensor; Wireless transceiver0 引言传统的温度振动测量设备以有线连接为主，布线复杂、设备可靠性低，接口的频繁插拨也容易对接口造成损坏，特别是不允许热插拨的接口，稍不留意就会损坏设备。
而射频数据传输技术具有应用简单、扩展性强等特点，故以射频芯片nRF24E1为核心，设计1套无线温度、振动测量系统。
1 系统结构及硬件电路如图1，系统由数据采集模块、数据发送模块与终端接收模块组成，共需应用2片nRF24E1芯片。
数据发送模块中的nRF24E1芯片负责接收数据采集模块中的温度、振动传感器测得的数据，并将数据打包后，无线传送至终端接收模块中。
终端接收模块中的nRF24E1芯片接收到数据后，通过RS232接口将数据传输至PC机中显示并存储。
数据发送模块图1 系统的结构图1.1 数据采集模块硬件设计如图2，数据采集模块由温度传感器DS18B20、振动传感器ADXL202及相应的外围电路构成。
DS18B20是美国DALLAS公司生产的单总线数据收发数字传感器，测温范围-55～125℃，精度可达0.5℃，可直接输出数字化的温度值，避免再设计周边的运放电路及A/D转换电路，使硬件设计变得简便。
DS18B20可通过外部供电和单总线寄生电源供电。
因为采用寄生电源供电时，一旦温度过高就会因漏电流较大而导致通讯无法进行，故采用外部供电。
此外，DS18B20在温度转换过程中，总线上的电流达1mA，所以采用在总线上拉一个5kΩ左右的电阻来提供额外的能量。
ADXL202是美国ADI公司生产的带有串行循环数字输出的用于测量振动量的二轴输出传感器。
该款传感器测量范围为±2g，灵敏度高，只需调节外接电容就可方便地调整信号带宽，只需调节外接电阻就可方便地调整数字信号的循环输出周期，能较好地实现振动量的测量。
1.2 无线数据发送模块硬件设计收稿日期：2008-09-08；修回日期：2008-10-19作者简介：刘龙（1976-）男，辽宁人，国防科技大学硕士毕业，助理工程师，从事武器系统仿真研究。
，刘龙，等：基于射频技术的无线温度振动测量系统如图2，无线数据发送模块由1片nRF24E1芯片及其外围电路组成。
nRF24E1是Nordic 公司于2003年推出的高性能射频芯片，嵌入了最常用的单片机内核，并集成了2.4GHz 的无线内核nRF2401，集A /D 转换和无线收发于一体，无需外加A /D 转换芯片、单片机等外部器件，只需极少外围元件就可满足使用要求。
nRF24E1兼容UART 、SPI 等多种接口，适应连接不同接口要求的芯片。
nRF24E1工作于全球通用的2.4G ISM 频段，使用者不必另行申请频段。
nRF24E1内部执行的程序是在芯片复位时，自动从片外非易失性的数据存储器中下载，因此需要选择合适的片外数据存储器。
选择ATMEL 公司的AT25320，容量32K ，通过SPI 接口与nRF24E1连接。
在选择发射天线时，采用长2.3 mm 、宽1.5 mm 的铺铜与nRF24E1的ANT1、ANT2管脚相连接来代替发射天线，无线传输距离可达10m ，完全满足在实验室条件下的要求。
图2 数据采集模块及无线发送模块硬件原理图1.3 终端接收模块硬件设计与系统供电方式设计 终端接收模块由nRF24E1芯片、电平转换芯片MAX232及其周边硬件组成。
nRF24E1芯片与PC 机之间通过RS232接口实现通讯，需要用到电平转换芯片，选择MAXIM 公司的MAX232芯片。
MAX232芯片工作电压为5V ，具有体积小、外围电路简单、发热量小的特点。
因为nRF24E1、DS18B20、ADXL202、MAX232芯片分别具有不同的额定电压范围，故需要采用合适的供电方式。
采用2块9V 电池为电源，经稳压芯片稳压后供电。
采用 3.3V 的稳压芯片AMS1117-3.3向nRF24E1、DS18B20、ADXL202芯片供电，采用5V 的稳压芯片AMS1117-5向MAX232芯片供电。
这2个芯片均可提供800mA 的工作电流，可满足各芯片的工作需要。
2 系统软件设计系统软件包括温度测量程序、振动测量程序、无线发送端程序、无线接收端程序和PC 机内测试程序5部分，如图3。
温度测量程序与振动测量程序完成传感器的初始化和数据采集、数据发送；无线发送端程序接收传感器数据，并将数据打包后，无线发送至接收端；无线接收端程序完成数据接收，并将数据通过串口传送至PC 机内；PC 机内的程序将结果显示在屏幕上。
此只介绍nRF24E1芯片数据收发流程、DS18B20芯片温度测量流程与ADXL202芯片振动测量流程。
图3 软件关系图兵工自动化2.1 nRF24E1数据收发流程[1]nRF24E1内部集成了单片机8051内核和无线收发内核nRF2401。
8051内核的功能与普通单片机相似，nRF2401内核负责将数据打包和无线收发数据，而两者之间则通过内部的SPI 接口建立通信，实现数据的交换。
从nRF24E1的内部构造可以看出，实现无线收发的关键是配置好与SPI 接口相关的寄存器SPI_DATA 、SPI_CTRL 、SPICLK 及与无线数据收发相关的寄存器RADIO 。
SPI 接口相关的寄存器功能如表1。
RADIO 是双字节寄存器，其中与编程密切相关的是PWR_UP 位，置“1”代表RF 上电；CE 位，置“1”代表无线接收，由“1”置为“0”代表无线发送；CS 位，置“1”时进入配置模式；DR1位，置“1”代表收发器1准备就绪。
表1 nrf24E1的SPI 寄存器功能SFR 名称功能SPI ＿DATA SPI 数据移位寄存器SPI ＿CTRL00 SPI 未使用 01 SPI 连接到端口110 SPI 连接到RADIO 收发器111 SPI 连接到RADIO 接收器2SPICLK00：8分频 01：16分频 10：32分频 11：64分频nRF24E1的nRF2401收发子系统的收发方式只有TM ShockBurst ，所谓TM ShockBurst 就是指使用了片内的FIFO （先入先出）堆栈技术，虽然数据低速进入，但能高速发送，系统的平均电流消耗得到了极大的降低。
1) ShockBurst TM 的数据发送过程当CPU 有数据要发送时，把CE 置高，激活nRF2401进行数据处理，并把接收节点地址和有效数据按时序送到nRF2401子系统，然后，CPU 把CE 置低，启动1次TM ShockBurst 发送。
整个发送过程RF 系统上电，并将数据打包加前导码和CRC 校验码，之后将数据发送出去。
数据发送完成后，nRF2401收发子系统进入空闲模式，等待下次数据发送过程。
2) ShockBurst TM 的数据接收过程先配置好接收地址及接收有效数据长度。
之后，设置CE 为高，激活nRF24E1进入接收模式。
200µs 之后，nRF2401子系统开始监测空中信息。
当接收到1个有效的数据包之后，nRF2401子系统会自动移去前导码与CRC 校验码，并设置DR1引脚为高，通知CPU 产生中断，并以适当的速度读取有效数据至缓存。
当所有的有效数据读取完毕，nRF2401子系统再次设置DR1引脚为低。
此时，如果CE 保持为高，nRF2401子系统准备接收新的RF 数据包；如果CE 为低，将开始新的周期。
2.2 DS18B20温度测量流程[2]该传感器是总线输入输出，其接收主机命令与传输温度数据都是通过这条总线实现，故在设计相关程序时，要严格遵守DS18B20的初始化、命令读入和数据输出时序。