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[导读]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。

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。

温湿度采集电路设计

是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该传感器应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。图2所示为其温度采集电路。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件,可与高性能8位单片机相连接。校准系数以程序的形式储存在OTP 内存中,传感器内部在检测信号的过程中可调用这些校准系数。单线制串行接口可使系统集成变得简易而快捷,而且信号传输距离可达20m 以上。当连接线长度短于20m 时,应使用5kΩ上拉电阻,大于20m 时,应根据情况使用合适的上拉电阻。

温湿度采集电路设计

 

无线发射、接收电路设计

nRF24L01是NORDIC 公司生产的一款无线通信芯片,采用FSK 调制方式,内部集成有NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2 Mb/s.NORDIC 无线发射、接收芯片nRF24L01的电路原理图如图3所示。

温湿度采集电路设计

 

nRF24L01是单片射频收发芯片,工作于2.4~2.5 GHz 的ISM 频段,芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01芯片的能耗非常低,以-5 dBm 的功率发射时,工作电流只有10.5 mA,接收时的工作电流只有18 mA,它具有多种低功率工作模式,节能环保,设计方便。nRF24L01无线收发模块的各管脚功能如表1所列,图4所示是nRF24L01与单片机连接时的电路图。

温湿度采集电路设计

 

本无线发射接收模块需要的电源为1.9~3.6 V,本系统中采用3.3 V 直流电源来直接对无线发射接收模块供电,5 V 电源经。ASM1117-3.3芯片转换后可得到稳定的直流电源,其电源转换电路如图5所示。

温湿度采集电路设计

 

串行通信模块

主机单片机接收到nRF24L01的数据后,经MAX232电平转换可实现单片机程序下载与升级,同时可实现单片机与PC 机(上位机)的通信,以便将显示数据信息通过此电路传送到PC 机,并存PC 机上显示,其串行通信电路如图6所示。

温湿度采集电路设计

 

本文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。

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