基于nRF24E01的无线温度采集系统设计(原创)

文章摘要：摘要：本文设计了一种新型的采用单片机技术、无线传感器网络技术实现无线温度采集系统。主控机nRF24E01接收温度传感器DS18B20采集到的温度信息，无线传输到接收模块，并上传到上位机上，上位机可以进一步分析统计存储显示等。整个无线温度采集系统大小可以灵活配置，而且传感器采用无线方式布局，不需要布线。1 引言 温度采集系统所采集的温度信息通常通过RS485、CAN总线通信方式传输至上位机，但这种方式维护较困难，不利于工业现场生产；而无线通信GPRS技术传输距离长，通信可靠稳定，但设计复杂、成本昂贵、后期运转成本高。这里采用工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片nRF24E01型无线收发器

基于nRF24E01的无线温度采集系统设计(原创),标签：电路设计,http://www.88dzw.com

摘要：本文设计了一种新型的采用单片机技术、无线传感器网络技术实现无线温度采集系统。主控机nRF24E01接收温度传感器DS18B20采集到的温度信息，无线传输到接收模块，并上传到上位机上，上位机可以进一步分析统计存储显示等。整个无线温度采集系统大小可以灵活配置，而且传感器采用无线方式布局，不需要布线。

1 引言   
温度采集系统所采集的温度信息通常通过RS485、CAN总线通信方式传输至上位机，但这种方式维护较困难，不利于工业现场生产；而无线通信GPRS技术传输距离长，通信可靠稳定，但设计复杂、成本昂贵、后期运转成本高。这里采用工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片nRF24E01型无线收发器件实现系统间的无线通信，完成无线信号的接收、显示及报警功能。
2 nRF24E01简介
    nRF24E1收发器是Nordic VLSI推出的系统级芯片，采用先进的0.18μs CMOS工艺、36引脚QFN封装；以nRF2401/02芯片结构为基础，将射频、8051MCU、9输入12位ADC、125通道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单芯片中； nRF24E01是一款工业级内置硬件链路层协议的低成本无线收发器。该器件工作于2.4GHz全球开放ISM频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合增强型ShockBurst技术，其输出功率和通信频道可通过程序配置。拥有ShockBurst和Enhanced ShockBurst两种数据传输模式。nRF24E01功耗低，以-6 dBm的功率发射时，工作电流仅9 mA；接收时，工作电流仅12.3 mA，多种低功率工作模式(掉电和空闲模式)更利于节能设计。nRF24E1/nRF24E2适用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽车电子及其它短距离无线高速应用。
3 系统硬件设计
    系统硬件设计主要由采集发送和接收显示两部分组成。图1为采集发送电路原理图，该电路主要由温度传感器DS18B20和nRF24E01组成。
　　
 
图1采集发送电路原理图

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（2）发送函数，把温度数据通过无线发射出去，实现函数如下：
void Transmitter(unsigned char b){ //发送函数
unsigned char mtemp;
CS = 1;
Delay100us(0);
for(mtemp =0; mtemp <tconf.n; mtemp ++){
SpiReadWrite(tconf.buf[mtemp]); //发送发送器配置字
}
CS = 0;
TransmitPacket(b); // 发送数据包
}
}
4．2 数据接收显示子程序
　　nRF24E01在数据接收显示中为接收状态。当nRF24E01模块配置为接收模式后，当接收到数据中断时，从接收FIFO读取数据，然后将其显示。其相关程序代码如下：
void Receiver(void){
unsigned char b;
CS = 1; //打开配置模式
Delay100us(0);
for(b=0;b<rconf.n;b++){
SpiReadWrite(rconf.buf[b]); //发送接收器配置字
}
CS = 0; //关配置模式
for(;;){
b = ReceivePacket(); //接收数据包
PutChar(b); //串口通信函数，将接收到的数据通过串口传送
}
}
5 结束语
本文介绍了nRF24E01和DS18B20组成的无线温度采集系统。采用高度集成的nRF24E01器件。大大简化了系统硬件和软件设计，减小了体积，提高了系统工作的可靠性。采用内嵌增强型8051核的NRF24E01降低了系统成本，缩短了开发时间。实践证明该系统设计简单，成本低廉，通信可靠，运行稳定，性能可靠，具有较高的实用价值。
参考文献：
[1] DS18B20. Programmable Resolution 1-Wire® Digital Thermometer .http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/DS18B20.pdf
[2] C51教程完整版. http://wenku.baidu.com/view/eb8cf842336c1eb91a375dfa.html
[3] nRF24E01介绍.http://www.nordicsemi.com/index.cfm?obj=product&act=display&pro=79
[4]Product_Specification_nRF24E1_1_3.pdf.http://www.nordicsemi.com/index_popup.cfm?obj=misc&act=download&pro=79&prop=599

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