基于單片機的多點無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)

蔣蕭澤，王艷新，朱 莉，李淑芝（.東北林業(yè)大學，哈爾濱，50000；.圍場縣第二中學，承德，068450）

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基于單片機的多點無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)

蔣蕭澤1，王艷新1，朱 莉1，李淑芝2
（1.東北林業(yè)大學，哈爾濱，150000；2.圍場縣第二中學，承德，068450）

摘要：隨著經(jīng)濟發(fā)展信息科學技術(shù)與微電子技術(shù)也得到了很大的推動，對于溫度進行監(jiān)控的手段，也隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展做到溫度的自動化與智能化的監(jiān)控。單片機的多點無線溫度控制就是在此基礎(chǔ)上進行開發(fā)設(shè)計的。本文主要對單片機進行設(shè)計時的無線傳輸模塊進行溫度監(jiān)控檢測系統(tǒng)的應(yīng)用進行分析，對于溫度的調(diào)節(jié)范圍與其溫度超過標準后進行報警的辦法進行分析與研究。

關(guān)鍵詞：單片機；多點無線；溫度監(jiān)控

0 前言

在現(xiàn)代的社會工作中，不論是在農(nóng)業(yè)還是社會工作領(lǐng)域都需要對溫度需求進行有效的把控，而溫度的控制對于許多生產(chǎn)工作都具有很重要的影響。在一些工作環(huán)節(jié)中，原本的溫度檢測都是通過人工進行監(jiān)測與控制的，但是這種控制溫度的技術(shù)方式較為傳統(tǒng)也達不到現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，控制溫度的操作設(shè)備較為簡陋，如果采用一般倉貯遠程監(jiān)控采用的有線控制，即我們通過使用布線的方式對電力傳輸信號進行傳輸以達到控制溫度的需求，這種方式其勞動的強度較大，而且需要重新進行布線，前期投資大，操作復(fù)雜，有時難以達到較限的效果。

1 技術(shù)要點

本文中所設(shè)計的系統(tǒng)是可以進行實時監(jiān)控的系統(tǒng)，所以這個系統(tǒng)對于溫度的控制與采集是時實進行的，在這種情況下，對溫度進行采集的時間節(jié)點，對于接收數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的時間差，PC端與單片機之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，還有上位機程序?qū)?shù)據(jù)的分析處理等都是我們進行系統(tǒng)設(shè)計的重要控制內(nèi)容，我們通過對其溫度的傳感器，與其無線模塊中的優(yōu)化選擇，來實現(xiàn)單片機與PC機通過高速USB 接口進行通信及對上位機代碼的優(yōu)化實現(xiàn)本系統(tǒng)的實時監(jiān)控功能，對于溫度傳感器中的不兩只參數(shù)間還有無線模塊的具體參數(shù)我們要進行研究，對于硬件電路的搭建優(yōu)化也要進行考慮。

2 硬件及軟件設(shè)計

我們?yōu)榱耸箚纹瑱C的多點無線溫度控制系統(tǒng)能夠更好的進行工作，所以我們在對系統(tǒng)中的硬件進行選擇時就需要非常的慎重。

2.1溫度傳感器的選用

對于要進行溫度監(jiān)控的系統(tǒng)我們要進行溫度傳感器的選擇，如何選擇適合的溫度傳感器，就需要我們要選擇時，正確的進行，將其價格與系統(tǒng)使用的性能進行確定。

2.2無線模塊的選用

本系統(tǒng)是多點監(jiān)控， 同時他的數(shù)據(jù)傳輸是通過無線傳輸?shù)?，所以無線傳輸模塊的需要支持多點的數(shù)據(jù)的傳送。考慮穩(wěn)定性，傳輸數(shù)據(jù)的速度， 錯誤率等方面， 本系統(tǒng)選用的是NRF905 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。

2.3主控芯片選用

ATmega16 是ATMEL 公司推出的一款基于AVR RISC 構(gòu)架的低功耗CMOS 的8 位單片機。ATmega16 在16MHz 時有16MIPS的運算速度，其相關(guān)的技術(shù)人員要主控芯片的功耗與速度的執(zhí)行上都能達到平衡，并且其非易失性程序與數(shù)據(jù)的存儲器資源較大時，可以對原代碼的需求進行滿足。

2.4其他外圍器件

USB 與PC 機通信中USB 控制芯片PDUSBD12，顯示模塊1602，報警蜂鳴器等。

3 系統(tǒng)的硬件連接方法

3.1溫度采集發(fā)送部分

主要連接器有兩個分別是由NRF905 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊與DS18B20溫度傳感器采集模塊組成，1602 顯示模塊，報警模塊，及溫度異常處理模塊。主控芯片M16通過SPI總線向其無線模塊發(fā)送其配置的信息，這樣可以使其工作進行初始化。M16所使用的是單總線協(xié)議進行采集溫度。

3.2數(shù)據(jù)接收分析控制部分

連接器件主要的以下幾種：無線數(shù)據(jù)的傳輸模塊、USB傳送模塊、PC機。同樣主控芯片M16 通過SPI 總線協(xié)議向無線模塊發(fā)送配置信息，進行工作初始化的控制。在接到所測溫度以后通過PDUSBD12 芯片利用USB 協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC 機上，這樣就可以將結(jié)果在VC界面上進行顯式。

4 軟件程序的設(shè)計

4.1溫度采集發(fā)送模塊

主要需要設(shè)計的程序有NRF905 的內(nèi)部寄存器配置，溫度傳感器溫度采集程序，液晶顯示模塊程序，報警系統(tǒng)程序。

4.2數(shù)據(jù)接受分析控制模塊

主要需要設(shè)計的程序有NRF905 的內(nèi)部寄存器配置，USB模塊的驅(qū)動編寫，對于上位機的程序進行建立時，我們由于文章的沒有過多的篇幅所以其源代碼與其流程圖我們不在進憲表述。

5 系統(tǒng)的工作流程

5.1數(shù)據(jù)采集發(fā)送模塊

這部份的模塊的具體功能是對溫度的采集與發(fā)送。單片機進行主控命令的發(fā)出然后通過DS18B20 進行采集溫度，采集到的溫度通過溫度傳感器將其數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匦酒?，通過1602進行顯式，然后主控芯片通過SPI 總線將數(shù)據(jù)傳送給無線發(fā)送模塊NRF905，由其將數(shù)據(jù)進行發(fā)送。

5.2數(shù)據(jù)接收監(jiān)控模塊

數(shù)據(jù)接收監(jiān)控模塊主要是對數(shù)據(jù)進行接收與處理的，單片機控制其無線模塊對其數(shù)據(jù)進行接收，然后對USB進行控制將其數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機上去，當PC機接收到溫度數(shù)據(jù)以后，會根據(jù)溫度的數(shù)據(jù)進行分析與處理，當溫度存在異常，那么發(fā)出報警，并將其控制的指令發(fā)送到單片機上，通過無線模塊對遠程的異常處理控制模塊進憲操作，讓其可以進行對溫度異常的處理，并且還可以進行溫度的報警，這樣就可以保證被進憲監(jiān)控的溫度的安全。

6 結(jié)束語

本系統(tǒng)所進行的遠距離的溫度測試，其數(shù)據(jù)的采集的準確度與我們進行實地采集相比在上位機上來看是完全相同的，這就表示其可以實現(xiàn)對溫度的實時監(jiān)控。通過PC機可以對其進行遠程的控制，使用性能也比較穩(wěn)定。

參考文獻

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Multi-point wireless temperature monitoring system based on single chip microcomputer

Jiang Xiaoze1，Wang Yanxin1，Zhu Li1，Li Shuzhi2
（1.Northeast Forestry University， Harbin，150000；2.paddock county second middle school，Chengde，068450）

Abstract：Along with the economic development of information science and technology and microelectronic technology has been a big push，for temperature monitoring methods，also with the development of modern science and technology to do the automation and intelligent control of temperature.Here is the single chip microcomputer multipoint wireless temperature control based on development and design.This article mainly discusses the design of single-chip wireless transmission module for the application of temperature monitoring and detection system were analyzed，and the adjusting range of temperature and its temperature more than standard after alarm way carries on the analysis and research.

Keywords：Single chip microcomputer；Multi-point wireless；Temperature monitoring