跟着社会的开展和前进，越来越多的场合对温度的要求日臻严厉，温度监控体系的运用日趋受到重视。在农业开展范畴，农业大棚、冷库、培养温室等许多场合都需求温度丈量技能。传统的测温体系都是有线体系，关于一些需求多点测温的场合，运用传统有线测温方法在布设、维护和更新方面存在着许多不便利。为了处理这个问题，规划了一种依据单片机和无线收发模块的无线温度监控体系，结合温度传感器能够很便利构建一个多点分布式智能无线温度监控体系。
1 无线温度监控体系构成
体系主要由两部分组成。如图1所示，榜首部分是节点温度丈量体系，第二部分是温度显现办理终端。节点温度丈量体系担任丈量温度，并将温度值经过无线通讯发送到温度显现办理终端。办理终端接纳温度信息并进行显现和宣布警报信号，并且在特别情况下办理终端还能够逆向发送调控信息给节点温度丈量体系，完结对温度的调控。
1.1 节点温度丈量体系规划
节点温度丈量体系构成如图2所示，体系中心操控芯片选用AVR系列的单片机ATmega16。这是一款精简指令集的单片机，高速度、低功耗，具有Sleep功用及CMOS技能，并具有高度保密性，可屡次烧写的Flash，具有多重密码维护锁死功用。别的内置看门狗定时器(WDT)和片内有RC振荡器，运用起来十分便利。具有休眠省电功用和搁置低功耗功用，在实用性方面性价比相对较高。
温度传感器模块选用数字温度传感器DS18B20，它是美国Dallas半导体公司推出的一种智能数字温度传感器。DS18B20在与MCU衔接时仅需求一条线(即单总线接口，加电源为三线接口)即可完结微处理器与DS18B20的双向通讯。运用DS18B20能够节约体系资源、使体系结构更趋简略。DS18B20测温规模是-55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃。作业电源为3 V～5V/DC。在运用中不需求任何外围元件，丈量成果以9～12位数字量方法串行传送。DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非蒸发的温度报警触发器TH和TL、装备寄存器。其间64位光刻ROM中存储的是该DS18B20的地址序列号码。其号码的摆放是：开始8位(28H)是产品类型标号，接着的48位是DS18B20本身的序列号，最终8位是前面56位的循环冗余校验码(CRC=X8+X5+X4+1)。光刻ROM中的地址序列码能够区别每一个DS18B20，然后完结在同一根总线上挂接多个DS18B20。依据DS18B20的通讯协议，MCU(单片机)操控DS18B20完结温度转化有必要经过三个进程：
(1)每一次读写之前都要对DS18B20进行复位操作
(2)复位成功后发送一条ROM指令
(3)最终发送RAM指令
这样才能对DS18B20进行预订的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500 μs，然后开释，当DS18B20收到信号后等候16～60μs左右，后宣布60～240μs的低脉冲，主CPU收到此信号表明复位成功。论文规划的测温体系中每一个DS18B20在与MCU衔接时各占用一个I/O口，则MCU操控DS18B20完结温度转化的进程如图3所示。
nRF24L01是Nordic公司推出的高集成的单片无线收发器材。芯片具有主动应对和主动重发功用，速度可达2 Mbps，126个可选作业频道，很短的频道切换时刻，可用于跳频，其输出功率，频道挑选以及协议设置都能够经过SPI口进行设置。其Enhanced Shock Burst形式能够一起操控应对及重发功用而无需添加微操控器的作业量。nRF24L01还具有同一频道接纳六路不同通道数据的功用，运用FDMA技能最多可完结750个点的数据收集，这使它成为无线温度丈量体系硬件完结的最佳挑选。nRF24L01模块在与MCU进行数据传输时，能够运用MCU一般的I/O口，体系中直接运用ATmega16的固有资源SPI通讯口，这样从必定程度上简化了软件规划进程。
液晶显现模块选用LCD1602液晶显现器，模块内部的字符发生存储器(CGROM)现已存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、日文化名等，每一个字符都有一个固定的代码，比方大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H)，显现时模块把地址41H中的点阵字符图形显现出来，咱们就能看到字母“A”。因为1602辨认的是ASCII码，规划中能够用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还能够用字符型常量或变量赋值，如A’。体系中1602选用的是8位数据线驱动，其操控端和数据传输均经过单片机的I/O口直接操控，电路如图4所示。
MCU-ATmega16、温度传感器DS18B20和液晶显现器模块1602都是用5 V供电电源。体系供电电源为5 V，能够直接运用。nRF24L01无线收发模块需求3.3 V供电，所以选用REG1117-3.3芯片进行电源电压改换，发生3.3 V电源供nRF24L01运用。ATmega16的SPI口在与nRF24L01无线收发模块相接时，因为ATmega16输出驱动电流偏大，可能会损坏无线模块，所以要串联2 k电阻以维护无线模块。
1.2 温度显现办理终端
在温度显现办理终端，首先由无线收发模块nRF24L01经过天线将节点温度丈量体系发送的温度信息进行接纳。经过单片机SPI串口将温度信息数据收集到MCU，温度不在正常监测规模则声响模块宣布声响报警。最终经过RS232通讯，将温度数据送到PC进行显现和处理。整个体系的通讯归于双工通讯，在必要情况下，电路功用能够扩展，完结PC宣布操控信号，经过反方向通讯调理各个节点的温度。
2 结束语
本文规划的无线温度监测体系结构简略，完结简单，体系性能好。合适多种场合进行无线温度监测。
