1、分类号：TN92 U D C：D10621-408-（2012）0434-0密 级：公 开 编 号： 2008021174成 都 信 息 工 程 学 院学 位 论 文基于 LPC2103 和无线收发模块的温度采集系统设计论文作者姓名：申请学位专业： 电子信息工程申请学位类别： 工学学士指 导 教 师 姓 名 （ 职 称 ）：第 III 页 共 20 页论文提交日期：独 创 性 声 明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都信息工程学院或其它教育机构的学
2、位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名： 日期： 2012 年 06 月 09 日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解成都信息工程学院有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都信息工程学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名： 日期： 2012 年 06 月 09 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所
3、呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对 本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或
4、其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 第 II 页 共 20 页学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅
5、和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日第 III 页 共 20 页基于 LPC2103 和无线收发模块的温度采集系统设计摘 要在工农业领域和日常生活中，温度是最常用的参数之一。本文设计了一种结合嵌入式技术和无线传感器技术的无线温度采集系统。该系统具有高性能、低功耗的特点及快速处理数据的能力。无线温度采集系统主要由温度信号采集模块、核心控制模块、无线收发模块、供电模块组成。无线温度采集系统的核心采用 ARM公司推出的
6、LPC2103嵌入式微处理器，信号采集模块选用温度传感器 LM35，无线收发模块选用云佳科技公司生产的nrf24L01无线收发模块。系统通过 LM35自动实时采集温度数据；然后再通过SPI串行接口把温度数据传送到发送端的 nrf24L01无线收发模块上进行无线发送；当接收端的 nrf24L01无线收发模块接收到数据后，LPC2103 会将收到数据通过UART串口通讯最终将温度数值显示在 PC机界面上。该系统传送距离远，测试准确，工作效率高，能够高速实时的反映测试点温度，在工业、农业、家居等方面需要采集温度时，能够发挥重要的作用。关键词：温度采集；无线通讯； 嵌入式系统Design of Tem
7、perature Acquisition System Based on LPC2103 and Wireless Transceiver ModuleAbstract In the industrial and agricultural areas and daily life, temperature is one of the most commonly used parameters. This paper introduces a design combined with embedded technology and wireless sensor technology of wi
8、reless temperature collecting system. The system has the characteristics of high performance, low power consumption and the fast data processing ability.Wireless temperature acquisition system mainly consisted of the temperature signal acquisition module, the core control module, wireless transceive
9、r module, power supply module.The core of the wireless temperature acquisition system uses LPC2103 embedded microcontroller processor produced by ARM, signal acquisition module uses LM35 temperature sensor, wireless transceiver module uses the nrf2401 wireless transceiver produced by YunJia technolo
10、gy company. The system acquires real-time temperature data through the LM35; Use function initializes the register of LPC2103, and sent the temperature data to nrf2401 wireless transceiver module through the SPI serial interface. When nrf2401 wireless transceiver module receives data, it will send d
11、ata to the LPC2103,then LPC2103 will processing the data, and communication with PC through the UART serial interface, the last temperature will be displayed in the PC.The system has a long distance transfer, testing accuracy, high efficiency. It can reflect the real-time temperature quickly. If we
12、need to collection temperature in industry, agriculture or household, it could play an important role.Key words：temperature acquisition; wireless transceiver; embedded system目 录1 引言 .11.1背景和意义 .11.2本课题研究的意义 .21.3本文的主要任务及结构 .32 系统总体设计 .42.1系统框图 .42.2LPC2103 简介 .42.3温度测量方案 .62.4数据无线传输方案 .83 系统硬件设计 .10
13、3.1电源模块 .103.2温度采集模块 .113.3无线收发模块 .114 系统软件设计 .124.1无线收发模块驱动程序 .124.2发送端程序 .134.3接收端程序 .155 系统调试 .165.1调试方法 .165.2调试结果 .176 结论 .186.1系统优缺点分析 .186.2全文总结 .19致 谢 .21参考文献 .22附 录 .231 1 引言1.1 背景和意义近年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度采集已成为工业对象控制中一种重要的参数，特别是在冶金、化工、机械等各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。由于炉子的种类及原理不同，因此所采用的加热方法
14、及燃料也不同，如煤气、天然气、油电等。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，选用的燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。随着生产技术的提高, 环境温度指标越来越多的影响到生产效率、能源消耗和生活水平。不管是工业、农业、军事及气象领域, 还是日常生活环境, 都需要对温度进行监测。因而,设计可靠且实用的温度采集系统显得非常重要。温度采集系统作为车辆导航、油田远程监控、船载导航系统以及农田信息采集系统等控制系统的重要组成部分，它的主要作用是用传感器检测模拟环境中的温度信号，温度传
15、感器上电流将随环境温度值线性变化。再把电流信号转换成电压信号，使用AD转换器将模拟电压信号转换成处理器能够进行数据处理的数字电压信号。工业应用中，现阶段基本上都是以有线的方式进行连接，实现各种控制功能。各种总线技术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。单片微型计算机的功能不断的增强，为先进的控制算法提供的载体，许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点
16、，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。2 1.2 本课题研究的意义随着微电子技术和数字信号处理技术的发展，数据采集系统得到了广泛的应用。在工业生产和控制中，应用数据系统可以采集工业现场的温度、湿度、电压、电流、压力、流量等诸多工艺参数，在将这些模拟信号转变成数字量并进行相应的计算处理后，所得的结果可以反馈给用户或控制系统，为提高产品质量、降低成本提供信息和手段；在科学研究上，数据采集系统可以为我们提供大量的动态信息，成为探索科学奥秘的重要手段。目前，数据采集几乎无孔不入，它已渗透到了地质、医药器械、
17、雷达、通讯、遥感遥测等各个领域，为我们更好的获取信息提供了良好的基础。无线数据采集特别适用于复杂地形条件、高腐蚀性、建筑群、爆炸等场合，或者被采集对象是运动、旋转等情况。随着数字电路和射频电路制作工艺、低功耗电路、高能电池、微电子技术及集成电路技术的进步，无线通信技术取得了飞速的发展，无线通信的实现越来越容易，传输速度越来越快，可靠性越来越高，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。无线传输越来越多的被应用在工业及民用的数据采集上，解决了一些布线复杂、甚至无法布线的情况。无线方式具有如下几个显著的特点：传输介质采用的是电磁波，节省了架设电缆的所需的占地和各种花费及其给其他建筑的建设带来的不便，应用起来更加方便；在应用单片机编解码接口技术的无线通信系统中，采用多字节地址编码，收发器的数量不受限制；具有电路简单、功耗小、体积小、成本低等优点，非常便于使用；设计设施都很简便适合更换场合反复利用。温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍、最重要的工艺参数之一。随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高。因此，温度测量的研究也是一个重要的研究课题。总之，本课题将数据采集与无线传输相结合，发挥无线传输的优势，并且解决硬件、软件及通信协议优化等问题。
