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QT+STM32单片机多节点温度采集与无线传输系统设计

时间:2019-11-29 19:38来源:毕业论文
基于nRF24L01无线通信模块、DS18B20温度传感器和STM32单片机为主控核心的多节点温度采集和无线传输系统。论文主要做了以下方面工作:(1)设计温度采集子系统。硬件方面设计温度采集

摘要温度是一个十分重要的物理量。在工农业生产中,人们常常需要检查多节点温度,组成传感网,将温度信息传送到计算机中。随着近距离无线通信技术的发展,传感网常采用无线方式组网。本课题设计了一套基于 nRF24L01 无线通信模块、DS18B20 温度传感器和 STM32单片机为主控核心的多节点温度采集和无线传输系统。论文主要做了以下方面工作:(1)设计温度采集子系统。硬件方面设计温度采集模块、显示模块、无线通信模块的接口电路。软件方面实现对 DS18B20 温度传感器的驱动和温度采集,对 TFT LCD 显示屏的驱动和 nRF24L01 无线传输模块的驱动和数据发送。(2)设计温度集中器子系统。硬件方面设计显示模块、无线通信模块、TTL转 USB模块,蜂鸣器模块的接口电路。软件方面实现 nRF24L01 无线传输模块收发数据,LCD12864 显示温度,串口收发数据,蜂鸣器驱动。(3) 使用 Qt 开发平台编写计算机显示控制程序。实现与单片机的串口通信,温度显示、作图、保存,对温度集中器温度报警的界限的控制。整个系统设计简单,造价便宜。42233
毕业论文关键词 温度传感器 无线短距通信 nRF24L01 Qt界面
Title Multi-node temperature acquisition and wirelesstransmission systems
Abstract Temperature is a very important physical quantity.In industrial and agriculturalproduction, people often need to monitor the temperature distribution , consisting of sensornetwork, transmitting temperature information to a computer. With the development ofwireless communication technology, wireless communication networks are often used insensor networks. The multi-node temperature acquisition and wireless transmission system,which is composed of nRF24L01 wireless transmission module, DS18B20 temperature sensor andSTM32 microcontroller,is introduced in this paper.The main work of the dissertation issummarized as follows:(1)designing temperature acquisition subsystem.The hardware design of temperatureacquisition subsystem,including temperature acquisition module, a display interface circuitmodule,wireless communication module,is designed.The software design includes temperatureacquisition,display and data transmission.(2)designing temperature acquisition subsystem. Hardware design includes the displaymodule, wireless communication module, TTL to USB module, buzzer module.Software realizationincludes wireless transmission of data, LCD12864 display,data transceiver, buzzer driving.(3)using the Qt platform to write display and control program. Communication betweenthe MCU and the computer,temperature display,preservation and the control of temperaturealarm limit is realized.The design of the system is easy and system is cheap.
Keywords temperature acquisition wireless short distance communication nRF24L01 Qt

目 次

1 绪论 1

1.1 研究背景和意义  1

1.2 研究现状  3

1.3 本文的内容安排  5

2 整体方案设计  7

2.1 温度采集模块 7

2. 2 无线通信模块 9

2.3 单片机 10

2.4 多节点网络设计 11

2.5 PC上位机程序开发平台 12

3 硬件接口电路设计 13

3.1 主控制器接口电路设计 13

3 . 2 温度传感器电路设计 1 3

3.3 蜂鸣器接口电路设计 14

3.4 nRFL2401无线通信模块接口电路设计 15

3.5 USB 转 TTL 串口电路 16

3. 6 小节 16

4 系统软件设计 18

4.1 温度采集子系统软件计18

4.2 温度集中器子系统软件设计 25

4.3 上位机程序设计29

结论  36

致谢  37

参考文献38
1 绪论1.1 研究背景和意义在工农业生产中,生产和控制常常需要对温度进行采集和传输,例如温度的检测很大程度上关系到温室大棚中农作物的生产[1],电力设备中对重要元器件的保护[2],森林火灾的防范[3]。随着科学技术的进步,越来越多的工程涉及到对高温,超高温,低温,超低温等非常态温度的测量[4]。因此产业界对温度传感器和温度测量方法提出了新的要求,对温度测量的研究已经被工业界和学术界广泛关注。在生产实践中,往往需要通过布置大量节点组成传感网(Sensor Network)的方式来采集和测量温度,例如在温室大棚中,农作物是大面积的;在电力设备中,电力设备是分散放置的;在森林火灾的防范,森林面积范围大,都需要布置大量节点,组成传感网络。传感网络有低功耗、低成本、节点分布密集的基本要求,有时还要求其节点具有移动性[5]。传感网络有无线和有线两种方式。有线传感网的通信方式,如 RS232 和 RS485 总线,有费用高,移动性和扩展性差的缺点。而无线通信方式则具有费用低、易重新部署的优点,使其可以分散放置在一定范围内,即使是人类无法到达的区域,也能正常工作。因此,新一代传感网络要求采用无线自组织的方式接入网络[6]。无线传感网络(WSN)在环境监测、医疗、健康军事、工农业生产等众多领域[7-8]有着广泛的应用前景。近距无线通信技术在无线传感器网络中关系到信息传输,目前广泛使用的近距无线通信技术有 IrDA ( Infrared Data Association)、 蓝牙 (Bluetooh) 、 无线局域网802.11 (wi-fi) 、 ZigBee(基于 IEEE802.15.4 标准)、超宽带技术UWB (UltraWideband)[9-10]。 QT+STM32单片机多节点温度采集与无线传输系统设计:http://www.lwfree.com/tongxin/lunwen_42598.html

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