基于FPGA和nRF905的挖掘机无线监控数据传输系统的设计

基于nrf905远程温度监控系统基于nrf905远程温度监控系统南京工程学院毕业设计说明书（论文）摘要本论文以STC89C52单片机为核心，给出了一种无线温度监控系统的硬件和软件的设计。

该系统由STC89C52，无线收发模块nRF905，时间芯片DS1302，DS18B20温度传感器，LCD12864液晶显示器等组成。

该系统通过STC89C52控制，由DS18B20采集温度数据，DS1302提供时间，在LCD12864上显示时间温度等信息并通过NRF905进行无线收发，以达到远程监控的目的。

该系统具有准确度高、实时性好、功耗小、操作方便等优点。

关键词：无线传输；温度监控；STC89C52单片机；无线收发模块nRF905 Abstract STC89C52 single-chip microcomputer as the core, this paper presents a wireless temperature monitoring system hardware and software design. The system consists of STC89C52, wireless transceiver modules nRF905, time chip DS1302, DS18B20 temperature sensor, LCD12864 LCD, etc. The system is controlled by STC89C52, temperature data acquisition by DS18B20, DS1302 provides time, display time and temperature and other information and wireless transceiverbased on NRF905 in LCD12864, in order to achieve the purpose of remote monitoring. The system has high accuracy and good real-time performance, low consumption, convenient operation, etc. Key words: Wireless transmission; temperature measurement; STC89C52 Single-chip microcomputer; wireless transceiver module nRF905 目录第一章绪论5 1.1 前言5 1.2 选题背景与意义5 1.3系统总体设计6 1.4主要章节安排6 第二章系统硬件框架8 2.1 硬件系统电路8 2.2硬件电路及工作原理9 2.2.1 主控器件STC89C529 2.2.2 LCD1286411 2.2.3 DS18B20温度传感器13 2.2.4 NRF905射频模块16 2.2.5 时钟芯片DS130220 2.2.6 报警器22 2.2.7 独立键盘23 第三章软件总体设计及各模块部分程序详细介绍26 3.1 设计总思路26 3.2 各模块软件部分的设计原理26 3.2.1主程序模块26 3.2.2功能实现模块39 （1）温度采集模块程序设计29 （2）日期模块程序设计34 （3）液晶显示模块程序设计37 （4）预警温度及时间的设定程序39 （5）报警程序设计44 （6）无线收发模块程序设计45 第四章系统的调试48 4.1 KEIL 软件开发48 4.2 软件调试49 4.2.1软件调试环境49 4.2.2软件调试过程49 4.3 制板及调试51 4.4 调试中遇到的问题及解决的方法51 第五章总结与展望53 致谢54 参考文献：55 附录A：56 附录B：57 附录C：58 附录D：60 第一章绪论1.1 前言远程温度监控系统在工业和农业生产，科学研究和人们的生活领域中得到了广泛的应用，工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控以使得生产能够顺利进行，使用自动化温度控制系统；可以对生产环境的温度进行自动控制保证生产的自动化智能化能够顺利安全进行，从而提高企业的安全效率.温度对于工农业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。

基于nRF905的无线环境监测系统设计与实现
刘缤璐;王永顺;闫丽红
【期刊名称】《工业和信息化教育》
【年(卷),期】2017(000)008
【摘要】通过综合运用单片机和无线数据传输射频芯片nRF905设计和实现了无线温、湿度监测与传输系统.该系统以单片机STC89C52为控制核心来实现无线数据通信,并使用DS18B20温度传感器和DHT11湿度传感器实时采集环境数据,再通过nRF905将采集的温、湿度通过无线方式传送给接收部分,并显示在LCD1602上.实验表明该系统成本低,传输速率高,软件设计简单,通信稳定可靠.
【总页数】6页(P89-94)
【作者】刘缤璐;王永顺;闫丽红
【作者单位】兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州 730070
【正文语种】中文
【中图分类】TP277
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基于nrf905远程温度监控系统基于nrf905远程温度监控系统南京工程学院毕业设计说明书（论文）摘要本论文以STC89C52单片机为核心，给出了一种无线温度监控系统的硬件和软件的设计。

该系统由STC89C52，无线收发模块nRF905，时间芯片DS1302，DS18B20温度传感器，LCD12864液晶显示器等组成。

该系统通过STC89C52控制，由DS18B20采集温度数据，DS1302提供时间，在LCD12864上显示时间温度等信息并通过NRF905进行无线收发，以达到远程监控的目的。

该系统具有准确度高、实时性好、功耗小、操作方便等优点。

关键词：无线传输；温度监控；STC89C52单片机；无线收发模块nRF905 Abstract STC89C52 single-chip microcomputer as the core, this paper presents a wireless temperature monitoring system hardware and software design. The system consists of STC89C52, wireless transceiver modules nRF905, time chip DS1302, DS18B20 temperature sensor, LCD12864 LCD, etc. The system is controlled by STC89C52, temperature data acquisition by DS18B20, DS1302 provides time, display time and temperature and other information and wireless transceiverbased on NRF905 in LCD12864, in order to achieve the purpose of remote monitoring. The system has high accuracy and good real-time performance, low consumption, convenient operation, etc. Key words: Wireless transmission; temperature measurement; STC89C52 Single-chip microcomputer; wireless transceiver module nRF905 目录第一章绪论5 1.1 前言5 1.2 选题背景与意义5 1.3系统总体设计6 1.4主要章节安排6 第二章系统硬件框架8 2.1 硬件系统电路8 2.2硬件电路及工作原理9 2.2.1 主控器件STC89C529 2.2.2 LCD1286411 2.2.3 DS18B20温度传感器13 2.2.4 NRF905射频模块16 2.2.5 时钟芯片DS130220 2.2.6 报警器22 2.2.7 独立键盘23 第三章软件总体设计及各模块部分程序详细介绍26 3.1 设计总思路26 3.2 各模块软件部分的设计原理26 3.2.1主程序模块26 3.2.2功能实现模块39 （1）温度采集模块程序设计29 （2）日期模块程序设计34 （3）液晶显示模块程序设计37 （4）预警温度及时间的设定程序39 （5）报警程序设计44 （6）无线收发模块程序设计45 第四章系统的调试48 4.1 KEIL 软件开发48 4.2 软件调试49 4.2.1软件调试环境49 4.2.2软件调试过程49 4.3 制板及调试51 4.4 调试中遇到的问题及解决的方法51 第五章总结与展望53 致谢54 参考文献：55 附录A：56 附录B：57 附录C：58 附录D：60 第一章绪论1.1 前言远程温度监控系统在工业和农业生产，科学研究和人们的生活领域中得到了广泛的应用，工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控以使得生产能够顺利进行，使用自动化温度控制系统；可以对生产环境的温度进行自动控制保证生产的自动化智能化能够顺利安全进行，从而提高企业的安全效率.温度对于工农业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。

318管理科学与工程技术GUANLIKEXUEYUGONGCHENGJISHU引言无线通信在机动性要求较强的设备中或人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用。

微功率短距离无线通信技术作为无线通信实用技术，通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键控)调制方式，因其功率小、开发简单快速而在无线抄表、门禁系统、工业数据采集系统等领域有着重要应用。

本设计对接收到的温度数据通过数码管进行显示，并采用NRF905芯片进行无线通信，实现远距离数据传输。

总体设计一、无线设计芯片简介NRF905有两种工作模式和两种节能模式。

分别为掉电模式、待机模式、Shock-Burst RM 接收模式和Sho ck-Burst TM 发送模式，这几种模式由外界CPU 通过控制NRF905的3个引脚PWR-UP 、TRX-CE 和TXE N 的高低电平来决定。

二、系统设计系统以AT89S52处理器为核心构成一个应用开发系统。

其中，NRF905通过SPI 接口与AT89S52处理器相连，实现无线数据的传输，另外再选几个I/O 口连接NRF905的输入输出信号。

串行接口可以实现与P C 机的通信，18B20温度传感器可以为系统提供温度数据，供NRF905芯片进行无线数据传输。

同时，为了保证系统无线传输的可见性，外加了数码管显示功能。

三、硬件设计（一）单片机主控制电路NRF905共有32个引脚，其中有10个引脚尤其需要我们注意：和主M CU 通讯的SPI 接口的四个引脚，数据线M OSI 、M ISO ，时钟线SCK 、使能线CSN ，其中CSN 可以接到一个I/O 口控制芯片工作，而其它三个脚接到主MCU 的SPI 接口上；主M CU 的控制线有三个引脚，控制低功耗的PWR_UP ，控制正常工作的TX_EN ，选择发送还是接受方式的TRX_CE ，这几个引脚都接到主MCU 的通用I/O 口；NRF905的反馈线有三根，检测到频道正被使用的CD(carrier detected)，通知接受地址正确的AM(add ress matc hed )，告诉MCU 数据接受正确的DR(d ata received)，这几个引脚需要接到主M CU 的中断引脚上，当接收数据正确时以中断方式通知主MCU 。

●应用与设计１引言在许多测控现场，传统数据传输都是通过有线电缆实现的。

随着射频、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现更容易，数据传输速率更快，抗干扰能力更强，因此，许多应用采用了无线传输技术。

无线数据传输与有线数据传输相比，有诸多优点：一是成本低，省去大量布线；二是建网快捷，只需在每个终端连接无线数据传输模块和架设适当高度天线；三是适应性好，可应用于某些特殊环境；四是扩展性好，只需将设备与无线数据传输模块相连接。

因此，无线传输是一种有效数据传输方式。

２ｎＲＦ９０５简介ｎＲＦ９０５是ＮｏｒｄｉｃＶＬＳＩ公司推出的单片射频收发器，工作电压为１．９Ｖ～３．６Ｖ，工作于４３３ＭＨｚ、８６８ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ３个ＩＳＭ频段，频道转换时间小于６５０μｓ，最大数据速率为１００Ｋｂｉｔ／ｓ。

ｎＲＦ９０５由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和ＧＦＳＫ调制器组成。

无需外加声表面滤波器，ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ工作模式，自动处理字头和ＣＲＣ，使用ＳＰＩ接口与微控制器通信，配置方便。

此外，其功耗低，以－１０ｄＢｍ输出功率发射时电流仅１１ｍＡ，工作在接收模式时电流为１２．５ｍＡ，具有空闲模式与关机模式，易于实现功率管理。

ｎＲＦ９０５具有两种工作模式和两种省电模式。

工作模式包括：ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ接收模式和ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ发射模式。

省电模式包括：掉电与ＳＰＩ编程模式和待机与ＳＰＩ编程模式。

模式选择由ＴＲＸ＿ＣＥ、ＴＸ＿ＥＮ和ＰＷＲ＿ＵＰ确定，如表１所示。

ｎＲＦ９０５采用ＮｏｒｄｉｃＮＬＳＩ公司的ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ技术。

ＳｈｏｃｋＢｕｒｓｔ技术使ｎＲＦ９０５能够提供高速的数基于ｎＲＦ９０５的无线数据传输系统荚庆，王代华，张志杰（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原０３００５１）摘要：介绍了单片射频收发器ｎＲＦ９０５，设计了基于ｎＲＦ９０５和ＭＣＵ的无线通信系统；给出了相关的硬件设计电路和完整的通信协议；经过实际数据通信实验验证了系统的可靠性。

基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统的设计的开题报告一、课题背景无线传输技术已经逐渐应用到各种领域中，包括传感器网络、环境监测、工业自动化等。

温度数据采集和传输系统是一种重要的无线传输应用，对于各种领域中的物理量监测和数据采集具有重要的意义。

基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统是一种新型的无线传输方案，它可以通过无线方式采集温度数据并将其传输到远程终端设备上，从而实现温度监测和数据采集。

二、研究目的本课题旨在设计一种基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统。

具体包括以下目标：1.设计并实现一种基于nRF905的温度测量电路，用于对温度进行实时测量。

2.设计并实现一种基于nRF905的无线传输电路，用于将温度数据传输到远程终端设备。

3.进行系统的整体设计与开发，测试其性能。

三、研究方法和技术路线1.电路设计本课题将采用电路设计的方法，通过对nRF905的技术参数进行研究，设计出一种基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统电路。

其中包括温度测量电路和无线传输电路两部分。

2.程序设计本课题将采用C语言编程进行程序设计，实现数据采集、传输和接收等功能。

3.硬件实现将电路设计和程序设计相结合，进行硬件实现，制作一套完整的基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统。

4.性能测试对系统进行全面的测试，包括电路测试、数据传输测试、数据接收测试等。

测试结果将作为改善和优化系统的依据。

四、研究内容和研究周期1.研究内容本课题的研究内容包括：（1）基于nRF905的温度测量电路的设计与实现。

（2）基于nRF905的无线传输电路的设计与实现。

（3）系统的整体设计与开发。

（4）系统的性能测试。

2.研究周期本课题的研究周期为6个月。

其中，前3个月主要进行电路设计和程序设计，后3个月进行硬件实现和性能测试。

五、预期成果本课题的预期成果包括：（1）一套基于nRF905的温度数据采集及无线传输系统，包括温度测量电路、无线传输电路和远程终端设备。

基于nRF905的无线数据传输设备设计引言无线通信在机动性要求较强的设备中或人们不方便随时到达现场的条件下得到了越来越广泛的应用，如无线数据采集、无线设备管理和监控、汽车仪表数据的无线读取等都是其典型应用。

微功率短距离无线通信技术作为无线通信实用技术，一般使用单片射频收发芯片,加上微控制器和少量外围器件构成专用或通用无线通信模块,通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键控)调制方式，工作于ISM（工业、科学、医疗）频段，通信模块包含简单透明的数据传输协议或使用简单的加密协议，用户不必对无线通信原理和工作机制有较深的了解，只要依据命令字进行操作即可实现基本的数据无线传输功能，因其功率小、开发简单快速而在工业、民用等领域应用广泛。

本文介绍利用ATmega16单片机和无线数据收发芯片nRF905构成的短距离无线数据传输设备，给出了硬件和软件设计方案。

1 系统硬件设计1.1 系统结构无线数据传输系统结构如图1所示。

该系统由外部数据设备和无线数据传输模块组成,外部数据设备为PC机或数据采集等设备，我们设计的主要是无线数据传输模块。

无线数据传输模块基于微功耗单片射频收发器nRF905设计，采用Atmel公司的高性能、低功耗8位处理器ATmega16为主处理芯片，完成数据的处理和控制。

1。

2 ATmega16和nRF905Atmel公司的ATmega16单片机具有先进的RISC(精简指令集计算机）结构、非易失性程序和数据存储器,16 kB可编程Flash存储器、512 B的EEPROM和1 kB片内SRAM，具有丰富的外设接口，其USART（通用同步和异步接收器和转发器）是一个高度灵活的串行通信设备，SPI(串行外设接口）允许 ATmega16与外设或其他AVR器件进行高速的同步数据传输。

nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1。

9 V～3.6 V，工作于433／868／915 MHz这3个ISM频段，频道转换时间小于650μs,最大数据速率为100 kbit／s。

基于nRF905芯片的多功能无线数传模块的设计及其实现吕跃刚,高晟辅，范俊峰，王晏晏（华北电力大学（北京）控制科学与工程学院, 102206 ）The Design and Application of Multi-function Wireless Module Basedon RF Transceiver nRF905LV Yue-gang ，GAO Sheng-fu, Fan Jun-feng, Wang Yan-yan,（Shool of Control Science and Engineering,North China Electric Power University（Beijing 102206, China））摘要：本文介绍了挪威Nordic VLSI公司最新推出的单片无线收发一体芯片nRF905的结构和工作特点，以及在此基础上设计的多功能无线数传模块。

该模块主要由标准RS232C接口、标准RS485接口、无线通信接口三部分组成。

根据实际工作要求编写相应的通信协议，可以应用在不同的领域中。

关键词：无线通信 nRF905 SPI 单片机 PC机中图法分类号: TN832/839, TP334 文献标识码: B 文章编号:ABSTRACT: Introduced structure and working characteristic of nRF905, a kind of transmission system of wireless data based on radio frequency transceiver nRF905 of the wireless is designed. The system is composed of RS232C, RS485 and wireless-communication interface. According to the work condition, the communication protocol is designed, and applied in extensively fields.KEY WORDS: wireless-communication; nRF905; SPI; Microcomputer; PC1引言当代科学技术日益向高速化、智能化、信息化、网络化发展，各种各样的制造业和通信业设备除了可以与计算机联机外，还可以互相联机，而实现设备间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线通信。

基于nRF905芯片的无线传输设计与实现
肖志勇;杨小玲;李光泉
【期刊名称】《计算机与现代化》
【年(卷),期】2005(000)009
【摘要】介绍了利用nRF905芯片进行无线传输的设计思想和实现方法.整个无线传输系统包括初始化、接收、发送和校验等功能模块,可以在各种复杂的工业现场高效而准确地进行无线式数据传输.
【总页数】4页(P121-123,126)
【作者】肖志勇;杨小玲;李光泉
【作者单位】江西农业大学计算机与信息工程学院,江西,南昌,330045;江西农业大学工学院,江西,南昌,330045;江西农业大学计算机与信息工程学院,江西,南
昌,330045
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.52
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nRF905无线通信系统设计论文nRF905无线通信系统设计论文本文关键词：通信系统，论文，设计，nRF905nRF905网路系统系统设计论文本文简介：物联网技术是当前信息领域中研究的热点，无线传感器网络作为关键物联网领域中一个重要的技术组成，可以实现特殊环境连续不断地进行数据采集、事件检测、事件标识、位置监测和节点控制，无线通信模块的这些特性使得无线传感器组件网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于环境监测和预报、智能家居、建筑物状态监控、城市交通、大型车nRF905无线通信系统设计学术论文本文内容：物联网技术是当前重要信息领域中研究的热点，无线传感器网络作为物联网领域中一个重要的技术组成，可以实现特殊环境连续不断地进行数据采集、事件检测、事件标识、位置监测和控制点控制，无线通信模块的这些特性使得无线传感器网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于较广环境监测和预报、智能家居、建筑物状态监控、城市交通、大型车间和仓库运营管理，以及机场、大型工业园区的安全监测等专业领域。

随着无线传感器网络的深人研究和广泛应用，无线传感器日常生活网络逐渐深入到人类生活的各个领域而受到国内外研究人员的重视。

本文结构设计了一种基于Atmega16单片机和nRF905射频芯片的无线通信管理系统。

该系统适用于低功耗、短距离、小数据量的点对点无线数据传输和交换应用。

1系统总体设计本文设计无线通讯模块是由完全发送模块和数据接收模块两个数据相同的节点模块构成，数据接收接口和发送模块都选用Atmega16单片机作为主控制器，由单片机控制传感芯片nRF905实现无线数据的收发。

数据发送节点的Atmega16单片机采集上位机或数据采集模块的数字信号，经处理器处理后传送给节点内nRF905无线通信模块，由无线通信模块经调制和功率放大后将数据发送出去。

数据接收节点通过节点内所的nRF905无线通信模块来自数据发送节点的数据，路由器解调后传给节点的主控制器———Atmega16单片机，单片机经过判断和处理，发送相应的处理命令，完成一次数据通信任务。

基于SoPC技术的挖掘机无线监控数据传输系统的设
计与实现
电子发烧友网核心提示：本文使用SOPC技术设计了一种基于FPGA 和nRF905的挖掘机无线监控数据传输系统，用于对挖掘机进行远程状态监测、实时挖掘动作控制和行走操作控制等。

该无线监控数据传输系统工作在433MHz的ISM频段，能够进行双向传输。

液压挖掘机在工业与民用建筑、交通运输、水利电力工程、矿山采掘以及军事工程等施工中起着极为重要的作刚。

对于某些不适合人类进入的工作场所，如高温、含有辐射物或装卸危险物品的场所下的挖掘任务，以人手动操作为主的传统液压挖掘机已不能胜任，液压挖掘机的远程监控、自动化和智能化成为该类场所挖掘难题的最好解决方案。

在液压挖掘机的无线远程监控系统设计中，各种传感器数据和控制数据的无线传输系统的设计对于远程监控功能的实现具有关键作用。

1 系统设计方案
液压挖掘机的无线监控数据传输系统采用上下位机双层控制结构，上下位机之间采用了点对点通讯模式。

上位机采用PC机，主要完成远程监控、。

基于FPGA和nRF905的挖掘机无线监控数据传输系统的设
计
王冬毅;张怡
【期刊名称】《电子元器件应用》
【年(卷),期】2012(14)6
【摘要】使用SOPC技术设计了一种基于FPGA和nRF905的挖掘机无线监控数据传输系统,用于对挖掘机进行远程状态监测、实时挖掘动作控制和行走操作控制等.该无线监控数据传输系统工作在433MHz的ISM频段,能够进行双向传输.【总页数】4页(P37-40)
【作者】王冬毅;张怡
【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都 620031;西南交通大学电气工程学院,四川成都 620031
【正文语种】中文
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基于nRF905的无线射频数据采集系统的开发与实现的开题报告一、研究背景随着现代无线通信技术的不断发展和应用，无线传感器网络正在被广泛地应用于环境监测、智能家居、车联网、智能医疗等众多领域。

无线传感器节点作为无线传感器网络的组成部分，其所具备的小型化、低功耗、低成本等优势，也令其得到了广泛的应用。

而无线传感器网络中的传感节点之间通信，就需要使用无线通信技术来实现。

目前，在无线传感器网络中，常用的无线通信技术包括蓝牙、Zigbee、WiFi、LoRa等。

本次课程设计中，我们选择基于nRF905作为无线传输模块的无线传感节点数据采集系统，对基于nRF905的无线通信技术进行深入探究。

二、研究内容本次课程设计中，我们将完成基于nRF905的无线射频数据采集系统开发与实现，具体研究内容包括以下几个方面：1、基于nRF905的无线传输选择适当的无线传输模块是无线传感器网络应用中的重要环节。

本次课程设计中，我们将选择nRF905作为无线传输模块，研究其无线传输原理和应用技术，进而掌握基于nRF905的无线传输技术。

2、传感节点设计传感节点是无线传感器网络中的一个重要组成部分。

本次课程设计中，我们将完成基于nRF905的传感节点设计，包括传感器的选型、电路设计、软件编程等环节。

传感节点需要采集周围环境的数据，并将其通过nRF905无线传输模块发送给基站节点。

3、基站节点设计基站节点是无线传感器网络中另一个重要的组成部分。

本次课程设计中，我们将完成基于nRF905的基站节点设计，包括接收无线传输模块的数据、解析数据、存储数据等环节。

通过基站节点，我们可以在PC端上对传感器采集的数据进行查看和分析。

4、数据采集与处理本次课程设计中，我们将采用Python、Matlab等软件来对采集到的数据进行处理和分析。

采集到的数据可以用于实现如温度、湿度等环境参数的实时监测和报警等功能。

三、预期成果本次课程设计的预期成果包括以下几个方面：1、完成基于nRF905的无线射频数据采集系统2、掌握基于nRF905的无线传输技术3、完成基于nRF905的传感节点设计和基站节点设计4、实现数据采集与处理，并展示数据分析结果四、研究意义本次课程设计的研究意义在于：1、深入探究基于nRF905的无线传输技术，为后续无线传感器网络应用奠定技术基础。