毕业设计论文-基于nrf24l01无线数据采集

毕业设计论文-基于nrf24l01无线数据采集内容摘要：

为 102 时，可得到实际误码率105～ 106。 c．传输距离远。 在视距情况下，天线高度 3m，可靠传输距离 300m。 注：视距 是指 用调焦望远镜观察时在分划面上成清晰像的物体与仪器转轴中心的距离。 9 d．透明的数据传输。 提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。 自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据。 e．多信道 ,多速率。 提供 8 个 通 讯 信 道 ， 以 便 于 来 满 足 多 种 通 信 组 合。 可 提 供1200Bit/s,2400Bit/s,4800Bit/s,9600Bit/s 等多种通行波特率， 接口波特率与无线传输波特率一样，以满足客户设备对不同波特率的需要。 f．双串口， 3 种接口方式。 提供 2 个串口 3 种接口方式， COM1 为 TTL 电平 UART 接口。 COM2由用户自定义为标准的 RS232/RS485 口。 g．低功耗及休眠功能。 接收情况下，电流 10mA，发射电流 30mA， 休眠时电流仅为 10uA。 h．高可靠性，体积小、重量轻。 NRF24L01 的接口定义 如下表 表 NRF24L01 接口定义 引脚编号 引脚名称 说明 电平说明 备注 1 GND 电源地 电源地 2 VCC 电源正极 +— 3 RXD/TLL 串行数据 接收端 TLL 电平 接 TXD 4 TXD/TLL 串行数据 发送端 TLL 电平 接 RXD 5 SGND 信号地 信号地 6 A(TXD) 数据发送端 RS232 的 TXD 7 B(RXD) 数据接收端 RS232 的 RXD 8 无定义 9 无定义 在 接口定义中 ， 管脚 4 用于 TTL 电平数据收发，可与单片机或其它UART 器件直接连接使用， 7 脚提供 RS232 通讯接口，可与计算机串口直 10 接相连。 通过跳线选择也可用于 RS485 方式通讯，能直接连接 RS485 设备。 NRF24L01 的通讯方式 ： 无线通讯模块通讯信道可通过通讯方式选择跳线 (JP2)的进行选择，信道选择 ABC 三位跳线位置不同对应不同通讯信道，用户可通过 ABC 确定使用07 号信道，在一个通讯小网中，只要 ABC 跳线方式相同，就可以相互通讯。 0— 7 信道所对应的频率 如下表 ： 表 信道频率对应表 信道号 频率 信道号 频率 0 4 1 5 2 6 3 7（ ABC 不插） 无线 传 输 模块提供的两个串口， COM1（ JP1 的 Pin Pin4） 固定为 TLL电平的 UART 串行口； COM2(JP1 的 PIN6,PIN7)可通过 JP2 的 D 位来选择接口方式： D=1(不插短路器 )： COM2=RS485，为 RS485 的 A、 B 口。 D=0(插短路器 )： COM2=RS232，为 RS232 的 RXD、 TXD。 在本系统中插了短路器。 JP2 的 E 位是用来对校验方式的选择：即 8E1 和 8N1 的选择。 E=1(不插短路器 )： 8E1 带一位校验位。 E=0(插短路器 )： 8N1 不带校验位。 11 数据显示部分的设计 在本系统中的发送端采用 1602 液晶将 DHT11 采集到的数据显示出来以便来验证接收端的 接收到的 数据是否与发送端 采集到的 数据是否一致。 1602与单片机控制系统连接电路如下图 所示。 液晶 1602，能够同时显示 16*02 即 32 个字符 ，它 有 14 条引脚线或 16条引脚线的 LCD，多出来的 2 条线是背光电源线。 本系统中采用的是 16 条引脚的 1602 液晶。 引脚说明如 表 所示： 表 1602 接口说明 引脚编号 引脚符号 引脚说明 引脚编号 引脚符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 电源正极 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 Data I/O 4 RS 数据命令选择端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 读写选择端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信号 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光正极 8 D1 Data I/O 16 BLk 背光负极 图 LCD 与 MCU 连接电路 12 图 1602 写时序图 因为在本系统中没有又向液晶 1602 读数据，只用到了向液晶里面写 数据，因此液晶的写时序如图 所示。 根据图 得到向液晶里写指令和写数据的Ｃ语言实现函数。 void write_byte(uchar dat)//写数据 { while(lcd_bz())。 rs = 1。 rw = 0。 en = 0。 P1 = dat。 en = 1。 en = 0。 } void write_cmd(uchar cmd)// 写指令 { while(lcd_bz())。 13 rs = 0。 rw = 0。 en= 0。 P1 = cmd。 en = 1。 en = 0。 } 数据接收模块的设计 本系统的接收端是 利用无线模块 NRF24L01 接收 从 发送端采集的数据，再通过与 PC 机的串口通信方式将其接收到的数据在 PC 机上显示出来，数 据 是 在 Visual Basic 环境下编写的上位机 显示， 结构流程实现如图 所示 ： 14 接收模块 的设计 无线接收部分 中 NRF24L01 的设置基本和发送时一样，只是在接法上和发送部分有差异 ，它没有和控制 系统相连，而是和计算机的串口直接相连，连接 如图 所示 ： 数据显示部分的设计 图 上位机界面 本系统 中 监测部分采用的是在 Visual Basic 环境下编写的 上位机来监测外界环境温湿度 变化情况，从而达到实时监测的目的。 VB 支持面向对象的程序 设计，它具有结构化的事件驱动编程方式，并且可以使用无限扩增的控 15 件 [4]。 上位机界面如图 所示，在本系统中上位机完成了实时温湿度的监测、温湿度超标报警、设置自己所需要监测环境下的温湿度报警上下限、实时温湿度曲线绘制等功能。 上位机对外界环境 数据监测的流程如图 所示： 图 第四章 软件设计 在本课题的研究中，硬件部分的软件编程实现方式采用的是在 Keil 环境下， 编写 C 语言程序来实现控制系统 的控制。 Keil C51 软件 是 本身拥有 丰富的库函数和 强大 功能 的集成开发调试工具 ， 并且是 Windows 界面。 而且 Keil 生成目标代码的效率很高 [1]，很多 语句生成的汇编代码很紧凑， 也很 容易理解。 本课题中，数据显示模块部分是在 Visual Basic ， 16 因为 Visual Basic 具有结构化的事件驱动方式和方便的界面开发控件可以供开发使用 [4]。 发送模块的软件设计 发送模块软件设计部分是 在 Keil 环境下是实现的。 各 模块 软件 设计的 说明 对于数据采集部分 ，以下程序要注意处理延时一定要准确，如果 不准确 ，可能会造成 意向不到 的 结果，例如笔者 在调试的时候， 曾经 由于延时不够，导致 最后得到的结果全是乱码，没有出现 自己 想要 的 结果。 相反延时过长也可能 会出现相同的结果。 数据采集的实现方式如下： uchar receive_byte() //采集 一个字节数据 { uchar i,temp,count。 for(i=0。 i8。 i++) { count=2。 while((!DHT11_dat)amp。 amp。 count++)//等待 50us 低电平结束 temp=0。 delay1()。 delay1()。 delay1()。 17 delay1()。 if(DHT11_dat==1)temp=1。 count=2。 while((DHT11_dat)amp。 amp。 count++)。 if(count==1)break。 //超时则跳出 for 循环 //判断数据位是 0 还是 1 // 如果高电平高过预定 0 高电平值则数据位为 1 data_byte=1。 data_byte|=temp。 } return data_byte。 } 对于 LCD 显示部分需要 将采集到的数据 将其转化为字符形式，因为对于 LCD 可以显示的只有字符，所以如果不转换在 LCD 上显示的还是乱码。 转换方式如下方式，加 0x30 的作用就是起到将采集到的数据转换为字符。 显示湿度： display(0x02,RH/10+0x30)。 display(0x03,RH%10+0x30)。