广东东软学院
《无线传感器及接口技术》
期末考查项目
选题名称：
基于nRF2401无线传输的集温湿度与光照的监测系统
专业班级：13嵌入式系统工程1班
课题小组成员：
13211310110——杨岗 13211310112——余国朗 13211310113——朱校立
13211310114——洪聪
授课老师：杨斌
日期：2015年6月5日
基于nRF2401无线传输的集温湿度与光照监测系统
目 录
摘要 ................................................................................. III 前言 ................................................................................. III 1系统方案 .............................................................................. 1
1.1 微控制器的论证与选择 ................................................. 1 1.2 无线模块的论证与选择 ................................................. 1 1.3温湿度传感器的论证与选择 .............................................. 2 1.4 光敏传感器的论证与选择 ............................................... 2 2系统理论分析与计算 .................................................................... 2
2.1 nRF2401无线收发模块的分析 .......................................... 2
2.1.1 nRF2401工作方式 .................................................................................................. 2
3电路与程序设计 ........................................................................ 3
3.1电路的设计 ............................................................ 3
3.1.1系统总体框图 .......................................................................................................... 3 3.1.2 nRF2401无线通信子系统框图与电路原理图 ...................................................... 3 3.1.3 DHT11温湿度传感器子系统框图与电路原理图 ................................................. 4 3.1.4 BH1750光敏传感器子系统框图与电路原理图 ................................................... 4 3.1.5 LCD显示子系统框图与电路原理图 ..................................................................... 5 3.1.6电源 .......................................................................................................................... 6 3.2程序的设计 ............................................................ 6
3.2.1程序设计思路 .......................................................................................................... 6 3.2.2程序流程图 .............................................................................................................. 6
附录1：电路原理图 ...................................................................... 9 附录2：源程序 ......................................................................... 10
发送端程序： ............................................................ 10 接收端程序： ............................................................ 24
摘要
本系统以STC89C52单片机作为主要控制核心，通过nRF2401无线通信模块对环境温湿度和光照进行实时监测采集。系统主要分为发送端和接收端设计，由单片机控制模块、无线通信模块、温湿度采集模块、光照强度采集模块、按键以及液晶显示模块六大部分组成。
主要工作原理是由SHT11温湿度传感器和BH1750光敏传感器对环境进行实时监测，将检测采集到的数据通过发送端的单片机在LCD1602显示出来，然后通过nRF2401无线通信模块发送给接收端的单片机，经过处理后在接收端的LCD12864实时显示。
满足了实时监测的要求, 提高了对环境温湿度与光照数据采集的自动性和高效性。本系统具有较高的实用性和可靠性，成本低，功耗低，具有良好的应用前景。
关键词：STC89C52单片机；nRF2401无线通信；温湿度、光照监测
前言
温湿度和光照等环境因素在工农业生产、气象、环保、医疗等领域有着重要的价值, 传统的温湿度和光照监测系统不仅要设计信号条理电路, 还要经过复杂的校准和标定, 其测量精度难以得到保证。随着科学技术的发展, 数字化、智能化、无线化传感器得到有效的发展同时广泛的应用。系统以低耗微控制器为核心配置以收发芯片和数字温湿度传感器以及光敏传感器开发了一个能够进行实时通信的无线温湿度采集系统, 系统简单, 稳定可靠, 具有较高的实用性。
基于nRF2401无线传输的集温湿度与光照监测系统
（期末考查题） 【杨岗 余国朗 朱校立
1系统方案
本系统主要由单片机控制模块、无线通信模块、温湿度采集模块、光照强度采集模块、按键模块、液晶显示模块、电源模块组成。整个系统分为发送端和接收端设计。下面分别论证这几个模块的选择。
洪聪小组】
1.1微控制器的论证与选择
方案一：STM32单片机。
STM32单片机，其晶振频率可达到70多M（51单片机一般12M左右），其处理速度不仅快，并且自带12位的ADC寄存器，PWM寄存器（如果响应端加上电机，还可以控制降温），彩屏，数据采集都可以达到使用要求。另外STM32还有功耗低，多个定时器等。使用STM32 完全能满足本系统的功能和性能。
方案二：STC89C52单片机。
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。在嵌入式控制应用系统设计上能提供灵活、高效的解决方案。用STC89C52单片机作为本系统的微控制器，从功能角度来看52单片机是可以完成的，但是从性能方面看尚有瑕疵，存在处理速度慢，而没有AD/DA转换（需要外加AD/DA），采集周期长等一些问题。
综合以上两种方案，选择方案二。
因为上述两款单片机功能上适用于本系统设计，相比之下，STC89C52单片机价格更低，性价比更高，而且应用广泛，无论是从内部构造，还是编程方面51系列单片机都相对简单，容易掌握和使用。
1.2 无线模块的论证与选择
方案一：nRF905无线芯片。
nRF905无线芯片是低于1GHz无线数传芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM频段。芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低，以10dBm 的功率发射时，工作电流仅有 30mA，接收时工作电流只有 12.5mA，多种低功率工作模式，待机模式下电流仅为12.5μA，节能设计更方便。其 ShockBurst技术可在通讯时自动生成前导码和CRC校验位。nRF905适用于多种无线通信的场合，非常适合于低功耗、低成本的系统设
1