摘 要本系统设计是为了应对恶劣自然环境所设计的一个无线温度传输采集系统的设计。该方案设计以IAP15F2K61S2单片机为基础，采用DS18B20作为温度传感器，LCD1602为液晶显示器，基于nRF24L01无线传输模块完成对温度数据的采集、传输和显示。系统可分成两大模块采集发送端和接收显示端然后分别进行相应的软件设计。在系统设计中编程软件使用的是keil uVision4，下载串口选择stc-isp-15。本课题设计结束后，在实验室进行了系统测试与检测。本系统设计简单，便于检测、应用广泛、节约资源同时还能进行远距离监测。
目 录
1.绪论 1
1.1 项目研究背景
1.2 项目研究的目的及意义
1.3 国内外现状与发展趋势
1.4 课题研究主要内容
2.系统方案设计 3
2.1 系统总体框图
2.2 设计方案论证与比较
2.2.1 单片机的选择
2.2.2 采集电路方案
2.2.3 显示电路方案
2.2.4 无线传输方案
3.系统硬件设计 7
3.1 主控电路模块
3.2 温度采集模块
3.3 无线传输模块
3.4 温度显示模块
3.5复位电路模块
3.6 晶振电路模块
4.系统软件设计 11
4.1程序设计流程图
4.2采集发送端软件设计
4.2.1 DS18B20程序设计
4.3 接收显示端软件设计
4.3.2 NRF24L01程序设计
5.调试与总结 19
参考文献 21
附录I 23
1.绪论
由于生产生活需要以及科学技术的进步，人们对于物品存放环境的温度范围要求越来越高，而传统的人工测量以及利用热电偶等在现场检测，早已不能满足当今智能化、数字化的发展需要，本章结合实际需要阐述了该系统设计的研究背景、研究的目的与意义、趋势与发展现状等。
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目研究背景
众所周知，我国目前处于社会变革发展的飞速期，温度监测在应用中更是非常广泛上至军事，下至日常生活等领域都密不可分，而我国的工业发展也早已从落后的代加工制造转向为创造与智造，随着高精尖智能化设备的发展，准确高效的温度采集已变的更加重要。
在生活中我们比较常见的温度检测元件，主要是以热敏电阻为主。热敏电阻的成本低，需后续信号处理电路，而且系统的可靠性比较差，温度检测的精度较低、误差明显。这样并不会提高温度采集的准确度以实时效性，尤其是处于恶劣的环境中会造成温度采集产生较大的误差，同时也会占用着布线资源，占用空间，造成大量的人力、物力等资源浪费。
1.2 项目研究的目的及意义
无线温度检测传输系统设计的核心目的是为了更好的实现温度的实时监控，以减少资源的浪费。改革开放以来我国已逐步完成了对落后产业的升级改造，在伴随着现代科技的飞速发展的同时，人力成本也大大增加，因此市场迫切的需要一款能够独立完成温度检测的系统。
温度采集监测系统，常采用的温度敏感元件是热敏电阻或者是利用其他模拟器件类型进行采集。然而这些传统的采集方式都需要搭配相应的A/D转换模块进行后续的电路扩展才能实现，从而会因为传输距离较远或者采集环境较差而使数据传输产生误差。不仅如此，模拟采集较为繁琐，数据需要进行定标，产品不利于实现普及量化推广；而选择数字方式对进行数据采集则变得更为直观简便，数据的实时性、准确性、直观性、可靠性也都会得到大幅提高，从而节省大量的人力与物力。
因此本设计拟采取以无线传输器件NRF24L01为基础，利用数字温度传感器DS18B20，结合单片机STC15F2K为主要控制器件，通过LCD1602并行传送数据，从而实现温度的实时显示，构建一个数字化的无线温度采集显示监测系统，使其具有适用领域广、测温尺度大、测量精确、读数直观、数字显示等特点，从而达到便捷、高效的采集工业现场所需温度的目的。
1.3 国内外现状与发展趋势
温度检测控制系统在我国的各个领域的应用中已非常广泛，但从宏观来看我国生产的测温系统，总体发展水平还不是很高。在与美德日法等发达国家相比，我们仍然有着比较明显的差距。虽然我国生产传感器的厂家很多，但往往在测量精度和系统集成上与国外存在较大差距，在这些发达国家的温度检测采集系统的研究中，主要分成组合式和分布式计算机数据采集和控制，以及多因素综合检测控制系统的开发，从而实现系统的无人化、自动化和智能化。
就目前发展现状来看，温度检测采集技术主要可以分为三种：从点到线，线到面，面到整体的测量采集；这就要求设备具有很高的耐热性，以及对温度采集时间长短的控制。这类设备如：辐射温度计、多芯热电偶等。由体表到物质内部的温度采集技术；从而产生了测量物体内部的温度测量仪。从有线到无线的温度采集技术；在测温系统中通常会使用电缆进行连接，但是对于布线资源比较紧张或者是面对移动、旋转的情况下，对物体进行温度采集监控，就会出现较大困难，同时也会浪费大量的人力、物力，因此我们开发了无线传输模式，可以远距离进行数据收发传送，并实现温度的双向显示、实时监控。本系统设计采用IAP15F2K61S2单片机作为控制模块、采用DS18B20温度传感器作为检测电路、LCD1602作显示电路、NRF24L01为无线传输电路等，从而达到对温度的灵活控制。
1.4 课题研究主要内容
（1）利用传感器对温度进行检测；
（2）对温度进行相应的数据处理；
（3）利用无线传输模块进行通信与数据传输；
（4）保证采集系统的准确性与稳定性；
2.系统方案设计
2.1 系统总体框图
该方案设计以单片机为基础，采用温度传感器、显示器，基于无线传输模块完成对温度数据的采集、传输和显示。系统可分成两大模块：采集发送端和接收显示端然后分别进行相应的模块设计。随着人们对温度监控的研究越来越深刻，不断追究更高的精度、更快的转换速率、更智能化的表现方式，成为温度检测发展的必然趋势。此部分主要对于每个电路模块进行对比分析，选择最佳适合本设计制作方案。其框图如下图所示：



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