基于nRF24L01的無線溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)汁

摘要：提出了一種針對無線數(shù)據(jù)傳輸問題的解決方案，該方案基于nRF24L01來設(shè)計無線溫度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用低功耗、高性能單片機(jī)STC12C5A08S2和溫濕度傳感器DHT11來構(gòu)成多點、實時溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，最后在PC機(jī)上完成配置、顯示和報警等功能。該系統(tǒng)使用方便，擴(kuò)展十分容易，可廣泛應(yīng)用于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和養(yǎng)殖等場合。
關(guān)鍵詞：無線傳輸；nRF24L01；溫濕度檢測；DHT11

0 引言
在當(dāng)今的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)行溫濕度采集的場合越來越多，準(zhǔn)確方便地測量溫度變得至關(guān)重要。傳統(tǒng)的有線測溫方式存在著布線復(fù)雜，線路容易老化，線路故障難以排查，設(shè)備重新布局要重新布線等問題。特別是在有線網(wǎng)絡(luò)不通暢或由于現(xiàn)場環(huán)境因素的限制而不便架設(shè)線路的情況下，給溫濕度的數(shù)據(jù)采集帶來了很大的麻煩。要想監(jiān)測到實時的溫濕度數(shù)據(jù)，就必須采用無線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)進(jìn)行采集、發(fā)送、接收并對無線采集來的數(shù)據(jù)通過上位機(jī)進(jìn)行處理，以控制并監(jiān)測設(shè)備的運行情況，減少不必要的線路設(shè)備開支。

1 系統(tǒng)組成框圖
本文設(shè)計的多路無線溫濕度檢測系統(tǒng)將單片機(jī)檢測控制系統(tǒng)和射頻通信系統(tǒng)相結(jié)合，系統(tǒng)由主機(jī)和從機(jī)兩部分構(gòu)成，從機(jī)負(fù)責(zé)檢測溫濕度，并將采集到的數(shù)據(jù)通過射頻系統(tǒng)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)接收從機(jī)發(fā)送過來的信號，并通過串口和PC機(jī)進(jìn)行通信，記錄數(shù)據(jù)．同時可通過PC機(jī)設(shè)定報警數(shù)據(jù)上下限。其系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件電路
系統(tǒng)的溫濕度數(shù)據(jù)采用數(shù)字式溫濕度傳感器DHT11進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以51系列增強(qiáng)型單片機(jī)STC12C5A08S2為核心和無線射頻nRF2401構(gòu)成收
發(fā)電路，從機(jī)使用液晶LCD1602顯示，主機(jī)顯示則使用LCD12864，整個顯示系統(tǒng)可與PC上位機(jī)相連接。
2．1 溫濕度采集電路設(shè)計
DHT11是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。該傳感器應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。圖2所示為其溫度采集電路。DHT11傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件，可與高性能8位單片機(jī)相連接。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的過程中可調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口可使系統(tǒng)集成變得簡易而快捷，而且信號傳輸距離可達(dá)20m以上。當(dāng)連接線長度短于20m時，應(yīng)使用5kΩ上拉電阻，大于20m時，應(yīng)根據(jù)情況使用合適的上拉電阻。