摘  要

針對多點數(shù)據(jù)（溫度、噪聲、光照）采集電路與數(shù)據(jù)采集器平臺數(shù)據(jù)傳輸問題，提出近距離無線傳輸方案。分析了目前主流的幾種近距離無線通信技術(shù)，選擇了基于NRF24L01的無線收發(fā)模塊。這里數(shù)據(jù)的采集及發(fā)送部分都采用以Cortex-M0開發(fā)板為主控制器，傳感器采用DS18B20溫度傳感器、傳聲器和光敏電阻；數(shù)據(jù)接收及顯示部分也是采用以Cortex-M0開發(fā)板為主，顯示部分則采用液晶屏顯示。通過模擬試驗驗證了方案的可行性，并達(dá)到了預(yù)期效果。系統(tǒng)實現(xiàn)模塊化設(shè)計，具有工作穩(wěn)定、操作方便、體積小、安全等特點。該方案可用于其他場合多種傳感器參數(shù)的提取分析。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；Cortex-M0；NRF24L01；DS18B20；傳聲器；光敏電阻

Abstract

For more data (temperature, noise, light) acquisition circuit and data collector platform data transmission, this paper puts forward the close wireless transmission scheme. Analysis of the current mainstream several close wireless communication technology, and choose the NRF24L01 based on the wireless transceiver module. Here to collect the data of the part and delivery Cortex-M0 mainly development board controller, the temperature sensor DS18B20 sensor adopts, microphones and photoconductive resistance; Data receiving and display section is also used to Cortex-M0 development board give priority to, show part USES the display on the LCD panel. Through the simulation test the feasibility of the scheme, and the desired effect. System modular design, have stable work, convenient operation, small volume, safety features. The scheme can be used for other occasions a variety of sensor parameters extraction analysis.

Key words: environmental monitoring; Cortex-M0; NRF24L01; DS18B20; Microphone; Photoconductive resistance.

 
目  錄
第1章  緒 論 1
1.1 課題設(shè)計的來源 1
1.1.1 課題背景 1
1.1.2 課題設(shè)計的思想 1
1.2 有關(guān)數(shù)據(jù)采集的基本知識 1
1.2.1 溫度簡介 1
1.2.2 光照簡介 2
1.2.3 噪聲簡介 2
1.2.4 液晶顯示 2
1.3 國內(nèi)外的研發(fā)現(xiàn)狀 2
1.3.1 溫度傳感器的發(fā)展概況 3
1.3.2 光照傳感器的發(fā)展概況 3
1.3.3 液晶屏的發(fā)展概況 4
1.4 本課題的主要任務(wù)及意義 6
第2章  方案的對比和論證 7
2.1 傳感器的選擇 7
2.1.1溫度傳感器的選擇 7
2.1.2溫度傳感器的選擇 7
2.2 通信方案的選擇 7
2.3 顯示方案的選擇 7
2.3.1 數(shù)碼管顯示 7
2.3.2 液晶屏顯示 8
第3章  系統(tǒng)的硬件設(shè)計 9
3.1主從微控制器 9
3.2 NRF24L01介紹 9
3.2.1 NRF24L01芯片概述 9
3.2.2 引腳功能及描述 10
3.2.3 工作模式 10
3.2.4 工作原理 11
3.2.5 配置字 12
3.2.6 NRF24L01模塊原理圖 13
3.3 溫度傳感器DS18B20 13
3.3.1 管腳配置和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 13
3.3.2 工作原理 15
3.3.3 硬件設(shè)計 17
3.4 噪聲監(jiān)測電路設(shè)計 17
3.4.1 傳聲器 17
3.4.2 信號放大及交直流轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 18
3.5 光照監(jiān)測電路的設(shè)計 18
第4章  系統(tǒng)的軟件設(shè)計 19
4.1 編程環(huán)境介紹 19
4.2 軟件設(shè)計 19
4.3 NRF24L01應(yīng)用設(shè)計 19
4.4 主要程序流程圖 21
4.5 課題設(shè)計過程 22
4.5.1 定時器的應(yīng)用 22
4.5.2 SPI的相關(guān)設(shè)計 23
4.5.3 UART的相關(guān)設(shè)計 26
4.5.4 A/D轉(zhuǎn)換的相關(guān)設(shè)計 29
第5章  系統(tǒng)測試和分析 30
5.1 系統(tǒng)測試 30
5.2 總體分析 32
5.2.1 設(shè)計流程分析 32
5.2.2 硬件選擇與分析 32
5.2.3 軟件功能與調(diào)試 32
5.2.4 實驗結(jié)果的驗證 32
第6章  結(jié)束語 34
參考文獻(xiàn) 35
附錄 36
附錄A  電路原理圖及PCB設(shè)計圖 36
附錄B  主要程序清單 39
附錄C  實物圖 52