单片机无线温湿度测量系统_本科毕业设计论文.doc

本科毕业设计论文 基于单片机的环境参数测量系统 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 所 在 单 位： 电气工程学院 答 辩 日 期： 2013年06月24日 摘 要 本文研究的是短距离无线通信技术在温湿度测量方面的一个具体应用，主要介绍了基于无线收发芯片nRF24E1的短距离无线多点温湿度测量系统方案的设计思想和实现方法。系统以嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片nRF24E1 为核心，采用数字式温度传感器 DS18B20及模拟式湿度传感器 HM1500，应用传感技术、无线收发技术及计算机技术，实现多点温湿度数据的采集和短距离无线传输。基于 nRF24E1 的无线多点温湿度测量系统主要由两大部分构成：第一部分为系统的下位机，以一片 nRF24E1 无线收发芯片为核心，与多片温度、湿度传感器组成温湿度采集网络，完成多点温度、湿度数据的采集和无线发送；第二部分为系统的上位机，由一片 nRF24E1 无线收发芯片作为主控机，通过扩展显示、键盘、RS232 等接口模块，完成温度、湿度数据的无线接收、显示和上传功能[1]。 温湿度数据的无线传输采用了挪威 Nordic VLSI 公司的单片无线收发芯片 nRF24E1。以 nRF2401 芯片为核心，nRF24E1 将射频收发、GMSK调制、解调、增强型 8051 内核、9 输入 12 位 ADC、125 频道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT 全部集成到单芯片中，极少的外围电路，高频元件全部集成在芯片内部，性能稳定且不受外界电磁干扰。温度数据的采集端采用了美国 Dallas 半导体公司的单总线数字式集成温度传感器 DS18B20。它具有独特的单总线接口方式，可在一条信号线上挂接数十个数字式传感器，与微处理器的接口十分简单，非常适合分布式多点温度的测量，使系统的线路结构设计和硬件开销大为简化。利用 nRF24E1 内置多路 A/D 转换器的特点，采用法国 Humirel 公司的 HM1500 型电压输出式集成湿度传感器做为系统的湿度采集端。HM1500 湿度传感器将侧面接触式湿敏电容 HS1101 与湿度信号调理器集成在一个模块中，集成度高，不需要外围元件，使用非常方便[10]。 该温湿度测量系统电路简单，搭建方便，易于扩展，可靠性高，室内实际发射距离约25米，因此本系统适用于在短距离对多种环境温湿度的监测，有广阔的应用前景。 关键词 nRF24E1 芯片，温度传感器，湿度传感器，数据采集，无线数据传输 Abstract This paper is a short-range wireless communications technology in the temperature and humidity measuring specific aspects of an application, introduces the wireless transceiver chip nRF24E1 based short-range wireless multi-point temperature and humidity measurement system solution design and implementation methods. System to embed 51 microcontroller core single-chip RF transceiver chip nRF24E1 as the core, the use of digital temperature sensor DS18B20 and humidity sensor simulation HM1500, applied sensor technology, wireless transceiver technology and computer technology, multi-point temperature and humidity data acquisition and short-range wireless transmission. Based on nRF24E1 wireless multi-point temperature and humidity measurement system consists of two parts: The first part of the system under the crew to a nRF24E1 wireless transceiver chip as the core, and multi-chip temperature and