开题报告_基于24L01的无线温度检测系统研究

基于nRF24LE1的无线温度监测系统
潘晓宁;郑芙蓉
【期刊名称】《深圳信息职业技术学院学报》
【年(卷),期】2010(008)004
【摘要】无线温度监测系统实现了短距离分布式的多点温度监测功能,系统温度监测、收集及处理模块由nRF24LE1、DS18B20和STC12C5A32等构成,nRF24LE1是目前世界上最小、集成度最高的单片超低功耗2.4G射频系统芯片,DS18B20是单线数字化智能集成温度传感器,STC12C5A32是新一代双串口低功耗增强型51单片机,由以上核心器件构成有线与无线相结合的联网系统在文中给出了系统功能和软硬件设计方案,通过对实际系统的测试和运行,已实现了短距离多点温度数据采集、无线传输和集中监测的功能.
【总页数】6页(P67-72)
【作者】潘晓宁;郑芙蓉
【作者单位】深圳信息职业技术学院电子通信技术系,广东,深圳,518029;深圳信息职业技术学院电子通信技术系,广东,深圳,518029
【正文语种】中文
【中图分类】TP271
【相关文献】
1.基于nRF24LE1的无线表决器设计与实现 [J], 王冬冬;李国勇
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学;李文朝;耿晓娟
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基于nRF24L01模块的无线通信系统设计摘要温度是一个非常重要的参数。

在工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测温装置来检测温度。

传统直接布线测量不满足要求，特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境，通过直接布线测量不现实。

因此采用无线传输温度检测尤为必要。

目前有些设计能够实现无线温度采集，但价格过高是其最大的缺点。

在实际温度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要降低功耗。

因此设计一种低功耗的无线温度检测系统很有意义。

本文提出一种采用单片机AT89S52控制DS18B20实现的无线温度测量系统。

通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对温度的检测，能够同时进行温度检测，是可以实现远程控制的无线温度检测系统。

低功耗、实时性的无线温度检测是该设计的最大特点。

无线传输采用nRF24L01模块传输。

该系统结构简单，可靠，功耗较低，成本低，是一种无线传感器的解决方案。

关键字：单片机 AT89S52 无线传输 nRF24l01 DS18B20AbstractTemperature is a very important parameters. In the industrial, medical and military and life and many other place, it needs to use the temperature measurement device to detect temperature. The traditional direct measurement wiring does not meet the requirements, especially in some environmental bad industrial environment and outdoor environment, through the direct wiring measurement is not practical. So using wireless transmission temperature testing is necessary.At present some design can realize the wireless temperature gathering, but the price is too high, its biggest weakness. In the actual temperature control process requires both system has stability, real-time and the need to reduce power consumption. So the design of a kind of low power consumption wireless temperature detection system is very meaningful. This paper presents a USES the monolithic integrated circuit AT89S52 control DS18B20 of the realization of the wireless temperature measuring system. Through the simple wireless communication protocol, realize the reliability and power balance, the system can realize to the temperature detection, can simultaneously determine the temperature, can be realized the wireless remote control temperature detection system. Low power consumption, real-time wireless temperature detection is the biggest characteristic of the design. Wireless transmission using nRF24L01 module transmission.The system structure is simple, reliable, low power consumption, low cost, it is a kind of wireless sensor solutions.Key word:MCU AT89S52 wireless transmission nRF24l01 DS18B20目录摘要IAbstractII目录IV前言11系统方案分析与选择论证31.1 系统方案设计31.1.1 主控芯片方案31.1.2 无线通信模块方案31.1.3 温度传感方案41.1.4 显示模块方案41.1.5 单片机与PC机通信模块51.2 系统最终方案52 主要芯片介绍和系统模块硬件设计72.1 AT89S5272.1.1 单片机控制模块112.2 单片2.4GHz nRF24L01无线模块122.2.1 nRF24L01芯片概述122.2.2 引脚功能与描述122.2.3 工作模式132.2.4 工作原理142.2.5 配置字152.2.6 nRF24L01模块原理图172.3 温度传感器 DS18B20172.3.1 DS18B20管脚配置和部结构182.3.2 DS18B20的工作原理202.3.3 DS18B20的硬件设计222.4 显示模块232.4.1 接收端显示模块232.4.2 发送端显示模块232.5 报警电路232.6 接收端与PC机通信242.7 电源电路设计242.8 其他外围电路253 系统软件设计263.1 单片机软件设计263.1.1 发送端软件设计263.1.2 接收端软件设计274 系统仿真284.1 电源电路的仿真284.1.1 +5V电源电路仿真284.2 发送端温度采集与显示仿真284.3 接收端LCD1602显示温度仿真295 硬件电路板设计315.1 系统硬件原理图315.1.1 发送端原理图315.1.2 接收端原理图325.2 系统PCB图345.2.1 发送端PCB图345.2.2 接收端PCB图355.3 硬件制作355.4 硬件调试375.5 硬件调试结果376 nRF24L01应用于无线组网396.1 无线组网的意义与研究价值396.2 通信模型与协议设计39总结41致43参考文献44前言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。

无线温度检测开题报告无线温度检测开题报告1.引言温度是我们日常生活中一个非常重要的物理量，它直接影响着我们的舒适度和健康状况。

传统的温度检测方法通常需要使用接触式温度计或红外线测温仪，这些方法都存在一定的局限性。

因此，本文将探讨一种新的无线温度检测方法，旨在提高检测的准确性和便捷性。

2.背景随着科技的发展，无线传感器网络（WSN）已经成为一个热门的研究领域。

WSN可以将多个传感器节点连接在一起，实现对环境参数的实时监测和数据传输。

在温度检测领域，传统的有线温度传感器需要布线，不仅造成了不便，还限制了监测范围。

因此，利用无线传感器网络进行温度检测具有很大的潜力。

3.目标本研究的目标是设计和实现一种无线温度检测系统，该系统可以实时监测和记录多个位置的温度，并将数据传输到中央控制台。

通过无线传感器网络的应用，我们可以实现对温度的全面监测，提高温度检测的准确性和便捷性。

4.方法我们将采用以下方法来实现无线温度检测系统：4.1 传感器选择选择适合于温度检测的无线传感器节点，考虑到其测量范围、精度和功耗等因素。

4.2 网络拓扑设计设计合适的无线传感器网络拓扑结构，以实现传感器节点之间的数据传输和通信。

4.3 数据传输和处理设计数据传输和处理的算法，以实现传感器数据的实时监测和记录，并将数据传输到中央控制台。

4.4 系统集成和测试将传感器节点和中央控制台进行集成，并进行实地测试，验证系统的可行性和准确性。

5.预期结果通过本研究，我们预期实现以下结果：5.1 温度检测的实时监测和记录通过无线传感器网络，实现对多个位置的温度进行实时监测和记录，提供准确的温度数据。

5.2 数据传输的稳定性和可靠性设计合适的数据传输和处理算法，确保数据传输的稳定性和可靠性，避免数据丢失或传输延迟。

5.3 系统的便捷性和易用性设计简洁易用的用户界面，使用户能够方便地查看和分析温度数据，提高系统的便捷性和易用性。

6.意义和应用无线温度检测系统的研究和应用具有重要的意义和广阔的应用前景：6.1 室内环境监测通过无线温度检测系统，可以实时监测室内各个位置的温度，为室内环境调控提供科学依据。

基于nRF24L01家居无线温湿度监测系统设计陈辉煌【摘要】In order to meet the demand of low power consumption in home temperature and humidity monitoring,a wireless monitoring system based on nRF24L01 is proposed,and the hardware and software design of the system is completed.The system uses STM32F103 processor and AM2301 temperature and humidity sensor to form a wireless monitoring system with low power consumption.The practical application shows that the system has the characteristics of accurate data acquisition and can meet the design requirements.%为了实现对家居温湿度监测低功耗的需求,提出了一种基于nRF24L01家居无线监测系统设计方案,并完成系统的硬软件设计.该系统采用STM32F103处理器及AM2301温度湿度传感器构成低功耗的无线监测系统.实际应用表明,该系统具有数据采集准确的特点,达到了设计要求.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)006【总页数】3页(P88-90)【关键词】家居;STM32F103;AM2301;无线监测系统【作者】陈辉煌【作者单位】天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院,天津300222,湄洲湾职业技术学院自动化工程系,莆田351254【正文语种】中文【中图分类】TP274在智能家居物联网系统中温湿度是一个重要的系统参数。

基于nRF24L01的无线温湿度检测系统设汁
摘要：提出了一种针对无线数据传输问题的解决方案，该方案基于nRF24L01来设计无线温度采集系统。

该系统采用低功耗、高性能单片机STC12C5A08S2和温湿度传感器DHT11来构成多点、实时温湿度监测系统，最后在PC机上完成配置、显示和报警等功能。

该系统使用方便，扩展十分容易，可广泛应用于各种工农业生产和养殖等场合。

0 引言
在当今的工农业生产中，需要进行温湿度采集的场合越来越多，准确方便地测量温度变得至关重要。

传统的有线测温方式存在着布线复杂，线路容易老化，线路故障难以排查，设备重新布局要重新布线等问题。

特别是在有线网络不通畅或由于现场环境因素的限制而不便架设线路的情况下，给温湿度的数据采集带来了很大的麻烦。

要想监测到实时的温湿度数据，就必须采用无线传输的方式对数据进行采集、发送、接收并对无线采集来的数据通过上位机进行处理，以控制并监测设备的运行情况，减少不必要的线路设备开支。

1 系统组成框图。

基于nRF24L01的无线温度采集系统设计1 引言温度采集系统所采集的温度通常通过RS485、CAN 总线通信方式传输至上位机，但这种方式维护较困难，不利于工业现场生产；而无线通信GPRS 技术传输距离长，通信可靠稳定，但设计复杂、成本昂贵。

这里采用工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片nRF24L01 型无线收发器件实现系统间的无线通信，完成无线信号的接收、显示及报警功能。

2 nRF24L01 简介nRF24L01 是一款工业级内置硬件链路层协议的低成本无线收发器。

该器件工作于2．4 GHz 全球开放ISM 频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合增强型ShockBurst 技术，其输出功率和通信频道可通过程序配置。

拥有ShockBurst 和Enhanced ShockBurst 两种数据传输模式。

可直接与单片机I／O 连接，外接元件数目少。

nRF24L01 功耗低，以-6 dBm 的功率发射时，工作电流仅9 mA；接收时，工作电流仅12．3 mA，多种低功率工作模式(掉电和空闲模式)更利于节能设计。

3 系统硬件设计系统硬件设计主要由采集发送和接收显示两部分组成。

图1 为采集发送电路原理图，该电路主要由温度传感器DS18B20、单片机STC12LE5408 和nRF24L01 组成。

STC12LE5408 是增强型8051 单片机，速度快，集成度高，电压范围宽(2．2～3．8 V)，和MCS-51 系列单片机指令系统完全兼容。

其内部还有8 KB Flash 程序存储器，512 字节RAM、2 KB EEPROM、4 路PWM 以及硬件看门狗(WDT)等资源．性价比高。

DSl8B20 是DALLAS 公司生产的单总线数字1- Wire 温度传感器，可把温度信号直接转换成串行数字信号供单片机处理，采用1-Wire 接口。

DSl8B20 的数据端DQ 可通过4．7 kΩ的上拉电阻接STC12LE5408。

nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计
nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计是一种基于
nrf24l01无线射频模块来实现从远程传感器节点获取温度数据
的系统设计方案。

这种无线温度检测系统利用射频无线传输技术，将温度信号从传感器节点发送到主控端，有效地实现远程温度检测。

该系统包含一个主控端和多个远程传感器节点，都配备
nrf24l01射频模块作为物联网接入技术。

主控端配有单片机或
微控制器，用于控制nrf24l01模块的工作，以及解析温度数据并给出显示。

而远程传感器节点也配有nrf24l01模块，每个传感器节点内部都连接有温度传感器，以及其他所需的电路，用于完成温度采集、数据处理，然后通过nrf24l01模块发送数据到主控端。

nrf24l01模块性能优异，它具有灵敏度高、传输速率快、功耗低、距离远、兼容性强、安全性高等特点，使其成为IoT物联网领域中的首选无线模块。

它支持从发射端到接收端的双向通信，能够有效抑制抗干扰能力，以确保数据的及时、准确传输。

此外，nrf24l01模块内部采用AES算法对数据进行加密，进一步提高了系统的安全性。

因此，在nrf24l01射频无线传输的温度检测系统设计方案中，nrf24l01模块是必不可少的核心元件。

该模块可以有效解决远
程温度检测系统射频无线传输部分的难题，确保从传感器节点发送到主控端的温度数据准确、安全、可靠地传输。

电气与信息工程河南科技Henan Science and Technology总第803期第9期2023年5月收稿日期：2022-12-14作者简介：孟亚男（1969—），女，硕士，教授，研究方向：集散控制系统和监控系统研究与开发；黄迎旭（1994—），男，硕士生，研究方向：电子信息。

基于nRF24L01的无线温度报警系统设计孟亚男1黄迎旭1赵凯2王德平1（1.吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林132022；2.莱阳市热电有限公司，山东莱阳265200）摘要：【目的】随着社会经济发展，温度检测系统在日常生产和生活中变得越来越重要。

为准确检测温度及实现快速报警功能，本研究设计一种基于nRF24L01无线传输模块的温度检测报警系统。

【方法】系统通过无线传输方式来实现温度检测和报警功能，整个测温报警系统由主机和从机两部分组成。

主机和从机均采用STC89C52RC 单片机，从机将DS18B20温度传感器检测到的温度数据通过无线传输方式发送给主机。

当检测到的温度超过设定值时，主机部分的单片机就会及时报警。

【结果】在单片机电路板上连接好各个模块的接线，烧录完程序后对系统进行测试。

系统能快速准确地检测温度，当检测到的温度超过设定值时可迅速报警。

【结论】系统具有硬件结构简单、功耗较低、成本低廉等优点，在家居、农业、工业等领域有很好的应用价值。

关键词：nRF24L01；单片机；DS18B20；报警中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）09-0006-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.09.001Design of Wireless Temperature Alarm System Based on nRF24L01MENG Yanan 1HUANG Yingxu 1ZHAO Kai 2WANG Deping 1(1.School of Information and Control Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022,China;iyang Thermal Power Co.,Ltd.,Laiyang 265200,China)Abstract:[Purposes ]With the development of social economy,temperature detection system is becoming more and more important in daily production and life.In order to accurately detect the temperature and realize the rapid alarm function,this study designs a temperature detection and alarm system based on nRF24L01wireless transmission module.[Methods ]The system realizes the temperature detection and alarm function through wireless transmission.The whole temperature measurement alarm system consists of two parts :the host and the slave ，which both adopt STC89C52RC single chip microcomputer.The slave sends the tempera⁃ture data detected by DS18B20temperature sensor to the host through wireless transmission.When the de⁃tected temperature exceeds the set value,the microcontroller of the host part will alarm in time.[Findings ]The wiring of each module was connected on the circuit board of the single-chip microcomputer.After down⁃loading the program,the system will be tested and could detect the temperature quickly and accurately.When the detected temperature exceeded the set value,it could quickly alarm.[Conclusions ]The system has the ad⁃vantages of simple hardware structure,low power consumption and low cost,and has good application value in home,agriculture,industry and other fields.Keywords:nRF24L01;microcontroller;DS18B20;alarm引言无论是在日常生活中还是在工业生产中，温度都是一个重要的物理参数，很多场景都要用到温度检测。

《工业控制计算机》2010年第23卷第12期温度监测在工农业的许多领域都有着广泛应用，而以往的有线温度检测系统的灵活性，不利于维护及更新。

Nordic 公司开发的nRF24L01是一款工作在2．4GHz 的无线通信芯片，内部集成Nordic 公司的Enhanced Shock Burst 协议，并提供标准的SPI 接口，方便与多种微控制器连接，将其与TMP102数字温度传感器结合便可构建成多点无线温度监测系统。

1系统功能及构成研究本系统主要由PIC18F2455微控制器，数字温度传感器TMP102及无线收发模块nRF24L01三个部分构成。

温度采集端及接收端系统框图分别如图1、图2所示。

采集端中PIC18F2455用于向数字温度传感器发送控制信号，读取温度传感器采集的数据并通过无线收发模块发送至接收端，串口用于设置无线收发模块的参数，如发送地址，应答信息的接收地址，通信频道等。

接收端PIC18F2455用于控制无线模块接收采集端发送的数据，并通过串口发向PC ，进行后继处理。

每个接收端可接收来自六个不同点采集端的数据。

图1温度采集端图2温度接收端本系统采用MicroChip 公司的PIC18F2455作为系统的微控制器。

PIC18F2455工作电压范围为2．0V 至3．6V ，采用高速CMOS 闪存技术，具有低功耗，和扩展的看门狗等特点，同时具有丰富的外设接口，IIC ，SPI 等使本系统在设计上具有电路简单。

2系统功能硬件设计2．1温度采集部分采用TI 公司的TMP102数据温度传感器作为本系统的测温器件。

TMP102采用SMBus 和IIC 总线技术，无需其它转换电路，操作方便，直接输出12位或13位的被测温度值且具有SMB 报警功能。

可测温度范围为－40°C 至125°C ，测量温度分辨率0．0625。

TMP102内部有一个8位的指针寄存器，一个16位配置寄存器以及2字节的温度寄存器。