基于单片机的多点无线温度监控系统

蒋萧泽，王艳新，朱 莉，李淑芝（.东北林业大学，哈尔滨，50000；.围场县第二中学，承德，068450）



基于单片机的多点无线温度监控系统

蒋萧泽1，王艳新1，朱 莉1，李淑芝2
（1.东北林业大学，哈尔滨，150000；2.围场县第二中学，承德，068450）

摘要：随着经济发展信息科学技术与微电子技术也得到了很大的推动，对于温度进行监控的手段，也随着现代科学技术的发展做到温度的自动化与智能化的监控。单片机的多点无线温度控制就是在此基础上进行开发设计的。本文主要对单片机进行设计时的无线传输模块进行温度监控检测系统的应用进行分析，对于温度的调节范围与其温度超过标准后进行报警的办法进行分析与研究。

关键词：单片机；多点无线；温度监控

0 前言

在现代的社会工作中，不论是在农业还是社会工作领域都需要对温度需求进行有效的把控，而温度的控制对于许多生产工作都具有很重要的影响。在一些工作环节中，原本的温度检测都是通过人工进行监测与控制的，但是这种控制温度的技术方式较为传统也达不到现代化的生产需求，控制温度的操作设备较为简陋，如果采用一般仓贮远程监控采用的有线控制，即我们通过使用布线的方式对电力传输信号进行传输以达到控制温度的需求，这种方式其劳动的强度较大，而且需要重新进行布线，前期投资大，操作复杂，有时难以达到较限的效果。

1 技术要点

本文中所设计的系统是可以进行实时监控的系统，所以这个系统对于温度的控制与采集是时实进行的，在这种情况下，对温度进行采集的时间节点，对于接收数据所产生的时间差，PC端与单片机之间进行数据传输的速度，还有上位机程序对数据的分析处理等都是我们进行系统设计的重要控制内容，我们通过对其温度的传感器，与其无线模块中的优化选择，来实现单片机与PC机通过高速USB 接口进行通信及对上位机代码的优化实现本系统的实时监控功能，对于温度传感器中的不两只参数间还有无线模块的具体参数我们要进行研究，对于硬件电路的搭建优化也要进行考虑。

2 硬件及软件设计

我们为了使单片机的多点无线温度控制系统能够更好的进行工作，所以我们在对系统中的硬件进行选择时就需要非常的慎重。

2.1温度传感器的选用

对于要进行温度监控的系统我们要进行温度传感器的选择，如何选择适合的温度传感器，就需要我们要选择时，正确的进行，将其价格与系统使用的性能进行确定。

2.2无线模块的选用

本系统是多点监控， 同时他的数据传输是通过无线传输的，所以无线传输模块的需要支持多点的数据的传送。考虑稳定性，传输数据的速度， 错误率等方面， 本系统选用的是NRF905 无线数据传输模块。

2.3主控芯片选用

ATmega16 是ATMEL 公司推出的一款基于AVR RISC 构架的低功耗CMOS 的8 位单片机。ATmega16 在16MHz 时有16MIPS的运算速度，其相关的技术人员要主控芯片的功耗与速度的执行上都能达到平衡，并且其非易失性程序与数据的存储器资源较大时，可以对原代码的需求进行满足。

2.4其他外围器件

USB 与PC 机通信中USB 控制芯片PDUSBD12，显示模块1602，报警蜂鸣器等。

3 系统的硬件连接方法

3.1温度采集发送部分

主要连接器有两个分别是由NRF905 无线数据传输模块与DS18B20温度传感器采集模块组成，1602 显示模块，报警模块，及温度异常处理模块。主控芯片M16通过SPI总线向其无线模块发送其配置的信息，这样可以使其工作进行初始化。M16所使用的是单总线协议进行采集温度。

3.2数据接收分析控制部分

连接器件主要的以下几种：无线数据的传输模块、USB传送模块、PC机。同样主控芯片M16 通过SPI 总线协议向无线模块发送配置信息，进行工作初始化的控制。在接到所测温度以后通过PDUSBD12 芯片利用USB 协议将数据发送到PC 机上，这样就可以将结果在VC界面上进行显式。

4 软件程序的设计

4.1温度采集发送模块

主要需要设计的程序有NRF905 的内部寄存器配置，温度传感器温度采集程序，液晶显示模块程序，报警系统程序。

4.2数据接受分析控制模块

主要需要设计的程序有NRF905 的内部寄存器配置，USB模块的驱动编写，对于上位机的程序进行建立时，我们由于文章的没有过多的篇幅所以其源代码与其流程图我们不在进宪表述。

5 系统的工作流程

5.1数据采集发送模块

这部份的模块的具体功能是对温度的采集与发送。单片机进行主控命令的发出然后通过DS18B20 进行采集温度，采集到的温度通过温度传感器将其数据传输到主控芯片上，通过1602进行显式，然后主控芯片通过SPI 总线将数据传送给无线发送模块NRF905，由其将数据进行发送。

5.2数据接收监控模块

数据接收监控模块主要是对数据进行接收与处理的，单片机控制其无线模块对其数据进行接收，然后对USB进行控制将其数据发送到PC机上去，当PC机接收到温度数据以后，会根据温度的数据进行分析与处理，当温度存在异常，那么发出报警，并将其控制的指令发送到单片机上，通过无线模块对远程的异常处理控制模块进宪操作，让其可以进行对温度异常的处理，并且还可以进行温度的报警，这样就可以保证被进宪监控的温度的安全。

6 结束语

本系统所进行的远距离的温度测试，其数据的采集的准确度与我们进行实地采集相比在上位机上来看是完全相同的，这就表示其可以实现对温度的实时监控。通过PC机可以对其进行远程的控制，使用性能也比较稳定。

参考文献

［1］李徐迎.基于单片机的多点无损温度监控系统［D］.上海交通大学，2014.

［2］张拓.无线多点温度采集系统的设计［D］.武汉理工大学，2011.

［3］张青岭.基于单片机模糊控制的农业温室无线温湿度监控装置设计［D］.江西农业大学，2011.

［4］王美红.基于微机控制的多点无线温度监控系统的设计［J］.科技信息，2010，35：133+136.

Multi-point wireless temperature monitoring system based on single chip microcomputer

Jiang Xiaoze1，Wang Yanxin1，Zhu Li1，Li Shuzhi2
（1.Northeast Forestry University， Harbin，150000；2.paddock county second middle school，Chengde，068450）

Abstract：Along with the economic development of information science and technology and microelectronic technology has been a big push，for temperature monitoring methods，also with the development of modern science and technology to do the automation and intelligent control of temperature.Here is the single chip microcomputer multipoint wireless temperature control based on development and design.This article mainly discusses the design of single-chip wireless transmission module for the application of temperature monitoring and detection system were analyzed，and the adjusting range of temperature and its temperature more than standard after alarm way carries on the analysis and research.

Keywords：Single chip microcomputer；Multi-point wireless；Temperature monitoring