内容发布更新时间 : 2024/6/3 5:22:35星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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。
2nRF24L01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2.4GHz 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-6dBm 的功率发射时,工作电流仅
9mA ;接收时,工作电流仅12.3mA ,多种低功率工作模式[1] (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[2]。
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[3]。
STC12LE5408是增强型8051单片机,速度快,集成度
高,电压范围宽(2.2~3.8V ,和MCS -51系列单片机指令系统完全兼容。其内部还有8KB Flash 程序存储器,512字节
RAM 、2KB EEPROM 、4路PWM 以及硬件看门狗(WDT 等资 源,性价比高[4]。
DS18B20是DALLAS 公司生产的单总线数字1-Wire
温度传感器[5],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,DS18B20的数据端DQ 可通过4.7k Ω的上拉电阻接STC12LE5408。nRF24L01的
CE ,CSN ,SCK ,MOSI ,MISO ,IRQ 引脚则可接STC12LE5408 的任意端口,但需在编程时注意,这里接至P1端口。由于 nRF24L01具有接收数据功能,所以接收显示电路由单片
机STC12LE5408、nRF24L01和显示电路组成。所采集的数据也通过串口发送至PC 机进行处理。
4系统软件设计
4.1nRF24L01的软件设置
由于STC12LE5408无标准的SPI 总线接口,需采用软件
模拟实现SPI 总线。因此应严格按照SPI 的时序要求编写,否则导致对nRF24L01的操作失败。nRF24L01的各种命令字都只有一个字节,分为读寄存器、写寄存器、读数据接收缓冲区、写发送数据缓冲区等。在输入任意命令字的同时,MISO 输出STATUS 寄存器的内容。对nRF24L01的读写程序代码
基于nRF24L01的无线温度采集系统设计 王振1,胡清1,黄杰2
(1.广东工业大学信息工程学院,广东广州510006;2.湖南铁道职业技术学院信息工程系,湖南株洲412001摘要:介绍一种由nRF24L01型无线数据传输器和高精度的单总线数字温度传感器DS18B20组成的无线数据传输系统;详细阐述该系统的硬件和软件设计要点;给出基于STC12LE5408设计的nRF24L01硬件接口电路和程序代码;并讨论该系统在无线温度采集系统中的应用。关
键
词:nRF24L01;无线数据传输;STC12LE5408;DS18B20 中图分类号:TP274 文献标识码:A
文章编号:1674-6236(200912-0024-03
Design of wireless temperature collection system based on nRF24L01 WANG Zhen 1,HU Qing 1,HUANG Jie 2
(1.School of Information Engineering ,Guangdong University of Technology ,Guangzhou 510006,China ;2.Department of
Information Engineering ,Hu ’nan Railway Professional Technology College ,Zhuzhou 412001,China
Abstract:The wireless data transmission system which is composed of wireless data transmission device nRF24L01and high -precision 1-Wire bus digital temperature sensor DS18B20,is introduced in this paper.The hardware and software of the system design are explained in detail.The interface circuit and program code of nRF24L01based on STC12LE5408are introduced concretely.Finally ,the application of this system in wireless temperature collection system is discussed .Key words:nRF24L01;wireless data transmission ;STC12LE5408;DS18B20