摘  要

針對多點數據（溫度、噪聲、光照）采集電路與數據采集器平臺數據傳輸問題，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，選擇了基于NRF24L01的無線收發(fā)模塊。這里數據的采集及發(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；數據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，并達到了預期效果。系統(tǒng)實現模塊化設計，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的提取分析。

關鍵詞：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 課題設計的來源 1
1.1.1 課題背景 1
1.1.2 課題設計的思想 1
1.2 有關數據采集的基本知識 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 國內外的研發(fā)現狀 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 數碼管顯示 7
2.3.2 液晶屏顯示 8
第3章  系統(tǒng)的硬件設計 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 管腳配置和內部結構 13
3.3.2 工作原理 15
3.3.3 硬件設計 17
3.4 噪聲監(jiān)測電路設計 17
3.4.1 傳聲器 17
3.4.2 信號放大及交直流轉換電路的設計 18
3.5 光照監(jiān)測電路的設計 18
第4章  系統(tǒng)的軟件設計 19
4.1 編程環(huán)境介紹 19
4.2 軟件設計 19
4.3 NRF24L01應用設計 19
4.4 主要程序流程圖 21
4.5 課題設計過程 22
4.5.1 定時器的應用 22
4.5.2 SPI的相關設計 23
4.5.3 UART的相關設計 26
4.5.4 A/D轉換的相關設計 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 軟件功能與調試 32
5.2.4 實驗結果的驗證 32
第6章  結束語 34
參考文獻 35
附錄 36
附錄A  電路原理圖及PCB設計圖 36
附錄B  主要程序清單 39
附錄C  實物圖 52