基于单片机的无线温度检测系统的设计

基于单片机的无线温度检测系统的设计

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基于单片机的无线温度检测系统的设计

温度的检测在工农业生产中都有着重要的意义，目前对温度的非接触测量主要有红外测温技术，它适合于对移动物体、转动物体、或其它不能直接接触的物体的温度测量，但它的成本较高，主要用于高温或确实不能用接触方式测量的场合[8]。若所测物体的温度处于中低温情况下，直接接触式的测量将能取得更高的精度，而且可以采用高集成度的数字式温度传感器方便地低成本实现温度检测(温度小于125℃时)。利用数字温度传感器及无线收发技术，可以有效地实现各种场合温度的直接测量，而且能取得更高的精度。
在工农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着重要的地位，温度传感器的应用也极为广泛。温度的测量呈现了由点到线、由线到面温度分布的测量技术；由表面到内部、深部的温度测量技术；从有线到无线的温度测量技术[8]。目前，对于中低温的温度传感器，正向着单片集成化、智能化、网络化、和单片系统化方向发展。
近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段：传统的分立式温度传感器(含敏感元件)，模拟集成温度传感器/控制器，智能温度传感器(数字温度传感器)。智能温度传感器有以下三个显著的特点：第一是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微处理器(MCU)；第二是能以最简方式构成高性价比、多功能的智能化温度测控系统；第三是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能，其智能化程度也取决于软件的开发水平。
现在，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技方向迅速发展。分辨力达0.03125℃,测温精度为士0.2℃的高精度温度传感器、转换时间仅为9ps的高速温度传感器等相继投入应用。而网络温度传感器则是包含数字温度传感、网络接口和处理单元的新一代智能传感器，它已不限于单线总线(1-Wire)。I２C总线、SMBus和SPI总线等传感器总线，还包括现场总线、局域网和因特网。虽然，单一化的网络温度传感器还没有真正出现，但结合已有的传感器并嵌入TCP/IP技术的具有网络功能的研发产品早已出现，在具有网络功能的温度传感器方面的开发研究也一直在进行。

目  录
1 引言------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1 温度测量及其传感器技术的发展--------------------------------------------------1
1.2课题完成的技术指标-------------------------------------------2
2 系统的总体设计---------------------------------------------------------------------------3
2.1 无线温度检测系统的组成-----------------------------------------------------------3
2.2 系统软件的总体设计----------------------------------------------------------------3
3 系统的硬件设计---------------------------------------------------------------------------5
3.1 温度测量--------------------------------------------------------------------------------5
3.1.1数字温度传感器DS18B20--------------------------------------------------------5
3.1.2 测温电路的设计------------------------------------------------------------------11
3.2 AVR单片机—ATmega8--------------------------------------------------------------12
3.3 温度数据的无线传输-----------------------------------------------------------------12
3.3.1 无线发射模块----------------------------------------------------------------------12
3.3.2 无线接收模块----------------------------------------------------------------------13
3.3.3 硬件接口电路设计---------------------------------------------------------------14
3.4 LCD显示电路的设计-----------------------------------------------------------------15
3.4.1　液晶模块的选型和功能---------------------------------------------------------15
3.4.2　液晶显示模块与系统的接口电路设计---------------------------------------17
4 系统的软件的实现------------------------------------------------------------------------19
4.1测温软件的设计------------------------------------------------------------------------19
4.2 DS18B20使用中注意事项------------------------------------------------------------22
4.3 无线通信协议的实现------------------------------------------------------------------23
4.3.1 无线数据传送格式-----------------------------------------------------------------23
4.3.2 无线数据编码方式-----------------------------------------------------------------24
4.3.3 软件设计-----------------------------------------------------------------------------25
4.4液晶显示子程序设计-------------------------------------------------------------------27
5 系统开发环境-------------------------------------------------------------------------------28
6 实验测试-------------------------------------------------------------------------------------29
6.1 温度测量实验---------------------------------------------------------------------------29
6.2 无线数据传输实验---------------------------------------------------------------------29
6.3 无线温度测量实验--------------------------------------------------------------------32
附录一------------------------------------------------------------34
总结----------------------------------------------------------------------------------------------35
参考文献----------------------------------------------------------------------------------------36

文献参考
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