基于NRF24L01模块的多点温度监测系统设计

基于NRF24L01模块的多点温度监测系统设

计

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摘要

温度在人们的日常生活中起着非常重要的作用,人们不但关注日常环境温度的变化，在许多领域的产业化，如工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测设备来检测温度。传统直接布线测量电路很复杂，容易受干扰，准确性也不高，不满足某些环境非常恶劣的工业环境和某些户外环境。因此，选择一个性能不错的数字温度传感器和无线传输模块，简单的使用显得尤为重要。在现代的工业控制，考虑到功耗问题也是一个重要的参数，该系统采用低耗高性微型控制器STC89C52RC和DS18B20温度传感，采用nRF24L01无线模块对温度进行短距离监控。

本次设计采用的STC89C52RC简单实用，与MCS-51操作相同。无线数据通信收发芯片NRF24L01是一款工作在2.4〜2.5GHz功率消耗非常低的低成本无线收发器。另外温度传感器DS18B20具有体积小，成本低，精度高等优点。

该系统功耗低，成本低，硬件电路简单，是一种可行的无线测温的设计方案。

关键词：NRF24L01；温度传感器DS18B20；STC89C52RC

Abstract

Temperature plays a very important role in people's daily life, people pay much attention to the daily change of environmental temperature. In many areas of industry, such as some local factories, hospitals, military and daily life, need to use test equipment to detect temperature. The traditional way of the measurement circuit is very complex, vulnerable to be distracted, and accuracy is not high, does not meet certain harsh industrial environment and some outdoor environment. Therefore, choosing a good digital temperature ,a wireless transmission module and simple to use is particularly important. In the modern industrial control, considering the power consumption is also an important parameter, the system adopts low energy consumption and high performance micro controller STC89C52RC and DS18B20 temperature sensor, and uses nRF24L01 wireless module to transmit the temperature. It is convenient to realize the remote transmission.

We have adopted STC89C52RC to design this system. It’s pins and kernel are same to the MCS - 51 series. NRF24L01 wireless data communication transceiver chip is a very low power consumption and low-cost wireless transceiver, which works in 2.4 ~ 2.5 GHz. Additional temperature sensor DS18B20 is very small ,and has a low cost, high accuracy. Unique line interface effectively improves the anti-interference of the system.

The system is simple, reliable and has low power consumption, low cost. It is an effective and trustworthy solution to a wireless temperature measurement .

Keywords: NRF24L01; temperature sensor DS18B20; STC89C52RC

目录

第一章前言 (1)

1.1 课题的背景与意义 (1)

1.2国内外研究状况及相关领域中已有的研究成果 (1)

1.3对设计任务的分析 (1)

1.4 预期结果 (2)

第二章总体方案设计的论证 (2)

2.1 系统方案设计 (2)

2.2 模块方案设计 (3)

2.2.1 主控芯片方案 (3)

2.2.2 无线通信模块方案 (4)

2.2.3 温度传感方案 (4)

2.2.4 显示模块方案 (5)

第三章系统模块设计 (5)

3.1 STC89C52RC主控模块设计 (5)

3.2 nRF24L01无线模块设计 (7)

3.2.1 nRF24L01概述 (7)

3.2.2 引脚功能及描述 (8)

3.2.3 工作模式 (9)

3.2.4 配置字 (10)

3.2.5 模块电路图与应用原理框图 (10)

3.3显示电路模块设计 (12)

3.3.1液晶1602显示屏的基本结构 (12)

3.3.2液晶1602显示屏的工作原理 (12)

3.4 温度传感器模块设计 (13)

3.4.1 DS18B20的管脚配置和内部结构 (13)

3.4.2 DS18B20的工作原理 (14)

3.4.3 DS18B20的硬件设计 (15)

第四章软件系统的设计 (15)

4.1 各模块软件设计 (15)

4.1.1 显示模块软件设计 (15)

4.1.2 温度检测 (16)

4.1.3无线发射模块软件设计 (17)

4.1.4无线接收模块软件设计 (18)

4.2总体的软件设计 (19)

4.2.1 发送部分 (19)

4.2.2接收部分 (20)

4.3 本章小结 (20)

第五章系统的调试及实验结果 (20)

5.1 调试步骤 (20)

5.2实验结果 (21)

5.3本章小结 (23)

结论 (23)