邮电与信息工程学院现代测控技术课程设计说明书课题名称：无限温度采集系统学生学号：**********专业班级：09测控技术及仪器2班学生姓名：**学生成绩：指导教师：***课题工作时间：2012-6-20 至2012-7-4摘要无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。
本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。
传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89C52，低功耗射频传输单元NRF905和天线等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。
数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。
既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品,产品经测试在-10℃-70℃间测得误差为0.25℃,80℃≤T≤105℃时误差为0.5℃,T>105℃误差为增大到1℃左右。
关键词：温度采集系统；无线收发；温度传感器；89C52单片机；AbstractWireless temperature acquisition system based on RF technology is a kind of wireless temperature detecting device. The system consists of the sensor and receiver, and display chip. The sensor consists of digital temperature sensor18B20 chip, chip 89C52, low power RF transmission unit NRF905 and antenna components, sensors using wireless power supply; the receiver receives from the temperature data, processed, preserved in the LCD1602 display, the stored temperature data can be through the serial port connected to the RF device and the receiving terminal exchange.The digital single bus temperature sensor is the current measuring device, it sets the temperature measurement, A/D conversion in one, with a single bus structure, digital output, the advantages of direct interface with microcomputer. Not only can it consists of single channel temperature measuring device, it is also available to form a multichannel temperature measuring device, this paper introduces single temperature measurement device has been developed into products, products tested in -10℃-70 ℃measured between the error is 0.25℃,80 ℃≤T ≤105 ℃error is 0.5℃, T>105 ℃error in order to increase to about 1 ℃.Key words: temperature acquisition system; wireless transmission; temperature sensor; SCM 89C52目录摘要 (I)Abstract (II)一．设计要求 (1)二．设计原理 (1)2.1．LabVIEW介绍 (1)2.2. 采集系统的组成结构 (1)2.2.1数字温度传感器DS18B20 (1)2.2.2. 射频传输单元NRF905 (2)2.2.3 .1602液晶显示芯片 (2)三、系统工作原理及详细流程 (3)3.1．DS18B02主要特性 (3)3.2 . AT89S52单片机介绍 (6)3.3 NRF905工作原理 (9)3.3.1． nRF905工作模式 (10)3.3.1． nRF905工作流程 (10)四．无线温度采集系统的软硬件设计 (12)五．上位机程序设计 (14)5.1 LabVIEW前面板 (14)5.2 后面板 (16)六．系统调试与性能分析 (19)七．设计总结 (20)附录一 (21)参考文献 (23)一．设计要求制作一个无线温度传感检测系统，系统由4个节点，他们分别是：温度检测控制器（数字温度传感器芯片18B20）；上位机组成节点（MSP430F1232和ds18B20以及nRF905组成）；控制器（lcd12864、NRF905和max232组成）；上位机（labview）；二．设计原理2.1．LabVIEW介绍传统的温度测量仪器，其功能及规格是单一固定的，用户无法根据自己的需要改变。
NI公司提出的虚拟仪器概念，彻底打破了传统仪器由厂家定义、用户无法改变的模式，使测控仪器发生了巨大变革。
LabVIEW是NI公司开发的一种虚拟仪器平台，而目前利用LabVIEW进行的开发通常都是建立在LabVIEW所支持的价格昂贵的数据采集板卡之上的。
为解决这一问题，本系统采用低功耗单片机和低功耗温度传感器组成温度采集节点，并通过无线通信模块实现单片机系统与上位机的远程通信，不仅取代了价格昂贵的数据采集卡，大大降低了系统成本，而且实现了数据的无线传输。
同时，温度采集节点的低功耗特性，便于进行组网实现多点测温。
2.2. 采集系统的组成结构2.2.1数字温度传感器DS18B20无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。
本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。
传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89C51，低功耗射频传输单元NRF905和天线等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端进行交换。
无线温度的采集主要基于单线数字温度传感器DS18B20芯片。
Dallas 半导体公司的单线数字温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，支持3V~5.5V的电压范围， DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。
数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点。
既可用它组成单路温度测量装置，也可用它组成多路温度测量装置，文章介绍的单路温度测量装置已研制成产品,产品经测试在-10℃-70℃间测得误差为0.25℃,80℃≤T≤105℃时误差为0.5℃,T>105℃误差为增大到1℃左右。
2.2.2. 射频传输单元NRF905温度数据的无线传输主要是基于低功耗射频传输单元NRF905芯片。
nRF905 是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器，工作电压为1.9～3.6V，32引脚QFN封装(5×5mm)，工作于433/868/915MHz三个ISM(工业、科学和医学)频道，频道之间的转换时间小于650us。
nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器， ShockBurstTM工作模式，自动处理字头和CRC(循环冗余码校验)，使用SPI接口与微控制器通信，配置非常方便。
此外，其功耗非常低，以-10dBm 的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。
nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率放大器等模块。
2.2.3 .1602液晶显示芯片经过无线传输后，温度数据信息将在1602液晶显示芯片上进行显示，1602液晶显示芯片采用标准的14脚接口，其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
D0~D7为8位双向数据线。
本系统的温度采集与显示，无线的传输与对比均由单片机89C51来控制完成。
相比较而言ATMEL 公司的89S51更实用，因他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做的编程器均带有这些功能。
显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。
写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了我们的劳动成果。
三、系统工作原理及详细流程3.1．DS18B02主要特性1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；3、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；5、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；6、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。