基于NRF2401的电压监控系统设计

乌云

摘要：本文设计了一种基于NRF2401的电压监控系统，主要包括三大部分，即电压监控数据采集，NRF2401无线收发模块，电压数据显示模块。本课题首先研究和分析数据采集方法，用ADC0832进行A/D转换，单片机STC89C52处理采集的电压信号通过NRF2401模块发送到接收模块，让LCD1602进行实时显示，从而达到实时监控的目的。

关键词：无线收发模块；STC89C52系列单片机；电压监控

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0153-01

1 前言

随着我国经济的快速发展，改善电能质量已经成为国家政策的重要内容。电压是电能质量的主要指标之一。为了提高电压监测数据的准确性、真实性和完整性，有效地减少管理人员统计和录入数据的时间，加大分析，提高供电电压的管理水平和保证电能质量，本课题设计了一套基于单片机的基于NRF2401的电压监控系统。

2 设计主要研究内容

本设计研究的是远程电压监控，以保证对监控电压能实时的进行监控和分析，以便及时做出调整，做出相关措施，提高和改善电压质量。

该设计的内容是实现短距离的电压监控，由于是实验性目的，且出于安全角度考虑，于是选择的监控电压范围是0-5V。将采集到的电压数据经过无线方式实时传输，从而能达到远程监控的目的。采集到的模拟电压经ADC0832转换为数字电压，经单片机STC89C52传输到NRF2401发射，再经过NRF2401接收，将接受的数字电压通过单片机STC89C52发送到LCD1602液晶显示屏上显示出来。

3 硬件设计

在硬件方面包括了无线收发模块、A/D转换模块以及单片机STC89C52最小模块等。

硬件设计框图如图1。

NRF2401单片射频收发芯片，芯片中包含了功率放大器、晶体振荡器和调制器、频率合成器等等功能模块，可以通过程序对输出功率及通信频道进行配置。该芯片的工作频段为2.4～2.5GHz，正因如此，它的功耗特别低，多种低功率工作模式让节能设计更方便，正因为它具有许多有点，故应用面非常广。

4 电路的調试

在电路焊接好，软件程序编写完成后，开始调试本次设计，调试是设计中的重中之重。在调试过程中，出现接收模块的液晶部分显示始终为0的现象。可能有以下几个原因：接收模块未正常工作，不能接收到数据、发送端的数据未发出、程序问题以至于发送的数据不正常。对于提出的这些假设，做了如下的验证：线路的连接出错，发送端正常供电，NRF2401的CE端口接地，使其处于有效。数据段输入模拟的数据信号，NRF2401的4位的数据输入端口全部都置高，发现接收端液晶显示电压为2.65V；将4位的数据输入端全部接地，接收端显示为0V；说明了发射模块，与接收模块处于正常工作。检查天线，发现手触碰天线后，接收端有数据显示，是天线的接触不正常。同时也发现线路的连接有出错，NRF2401的CE端没有连接到STC89C52单片机上控制。

5 结语

本次设计是为了建立一种新的电压监控模式，从而解决当前人工抄表的产生种种误差，以及浪费大量的人力、财力的问题。电压监控系统的提出是对目前电力系统的一种重要摸索。本次设计从开始寻找设计思路、设计需求分析、以及到最终的设计内容的实现，通过近一个月的努力终于完成了这次论文且完成了本次研究的目的，做出了基于NRF2401的电压监控系统的小型实物，基本上达到了电压监控的目的。

参考文献

[1]马淑华，王凤文，张美金.单片机原理与接口技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2005.

[2]赵静，刘少聪，丁浩，王莉莎；基于单片机的数字电压表设计[M].数字技术与应用，2011.

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