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1毕业论文（设计）设计题目：无线温度采集系统设计系部：电子工程系班级：12021071学号：20120547姓名：章运杰指导教师：汤平成绩：二0一四年十二月重庆航天职业技术学院CHONGQINGAEROSPACEPLOYTECHNIC2首页本次为毕业设计论文其题目为：无线温度采集系统设计毕业设计要求：1、设计内容小组3人设计一个3点的无线温度采集系统。2、设计要求要求完成设计（方案概述（系统框图）、器件选型（列出，做成表格，对主要器件进行参数规格说明），制作电路图，画出流程图，编写主要控制程序。）3、设计参数（1）要求能够实现3点的温度采集，以无线方式发送给上位机显示。（2）温度范围为0-100℃，温度测量精度精确到整数个位。（3）处理器可采用CC2530。论文主要内容为：封面、首页、摘要和关键词、目录、引言、正文、结论、致谢、参考文献、附录等。3摘要多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。考虑到许多工业环境中对多点温度进行监控，一般需要测量几十个点以上。此次设计多路无线温度监控系统，能够实现三点的无线温度采集。针对传统温度采集系统存在的便携性差、准确率低、测温电路复杂等问题，此次提出了基于CC2530的无线温度采集系统设计方案。方案选用ADT7301芯片作为温度采集模块，选用CC2530作为主控芯片实现模块控制、无线数据传输的功能。多个温度传感节点通过单总线与单片机相连形成分布式系统。控制器通过温度传感器实时检测各节点的温度变化，并在液晶显示屏上循环显示各节点温度的变化。通过串口将检测到的温度信息回馈到上位机（PC机），从而远程实现对整个系统的检测。关键字：多节点无限温度传感器系统cc2530温湿度的采集4目录首页.....................................................1摘要.....................................................3引言.....................................................5一、无线温度采集系统.....................................61.1无线温度采集的原理..........................................51.2无线温度传感器的介绍........................................61.3无线温度采集类型............................................7二、无线温度采集系统分析与步骤..........................102.1步骤........................................................92.2系统程序流程图.............................................10三、温度数据采集........................................123.1温度数据采集原理...........................................123.2实验中所用芯片SHT10........................................12四、无线温度采集组成...................................154.1无线温度采集系统硬件.......................................154.2无线温度采集系统软件.......................................17五、无线温度采集原理图....................................235.1器件选型...................................................235.2主要器件参数规格说明.......................................245.3CC2530特性.................................................25六、无线温度采集系统流程图..............................27七、系统控制程序..........................................27结论.....................................................30致谢.....................................................31参考文献.................................................325引言随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度数据采集的方式已经渗透到社会生活生产的每一个角落，温度测量的准确度在影响生产效益的同时也在逐步得到社会的重视。本次系统的控芯片以CC2530为主体，实际应用中需要我们测量范围可达0℃~100℃,要求实现在单片机的控制下采集数据信息，经过放大滤波等一系列处理后由无线收发芯片发送至上位机，并在上位机中的单片机的控制下接收数据信号。在环境温度监测过程中,往往存在局部温度差异的现象,采用单点温度采集的方式不能准确反映一个温度场的实际状况,因此采用多点温度采集的方式来解决这一问题。这次设计为三点，由于测温点的分布较为分散,采用信号线传输温度信号的方式成本较高,布线困难,且更改采温点比较麻烦,所以此次采用无线温度采集。我们的工作及生活在无形的改变着，变得更精致更高效更美丽。而这无形中进行着的神奇改变的关键莫过于高端的技术——物联网智能，还有无线传感器的应用。6一、无线温度采集系统1.1无线温度采集的原理：无线温度采集的原理如下：温度传感器将被测点的温度采集后输出的模拟信号逐步送往信号放大电路、低通滤波器以及A/D转换器（即信号调理电路），然后在单片机的控制下将A/D转换器输出的数字信号传送到无线收发芯片中，并通过芯片的调制处理后由芯片内部的天线发送到上位机，在上位机模块中，发送来的数据由单片机控制的无线收发芯片接收并解调，最后通过接口芯片发送到PC机中进行显示和处理。温湿度探头直接使用IIC接口进行控制，本此设计将使用CC2530读取温湿度传感器SHT10的温度和湿度数据，并将采样到的数据转换然后再LCD显示。其中对温湿度的读取是利用CC2530的I/O（P1.0和P1.1）模拟一个类IIC得过程。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。1.2无线温度传感器的介绍：无线温度传感器应是集成传感、无线通信、低功耗等技术的无线传感网络产品。无线温度传感器应以电池供电，在工程实施中避免了大工作量的通讯线缆、管线、供电线路的铺设，用户也可根据现场实际使用情况，方便的调整安装的位置。7无线传感器可配置温湿度传感元件、温度传感元件、压力传感元件、气体传感元件，以及流量、位移、开关量、雨量、风速风向等等各种传感器。无线温度传感器应用于供水管网、供气管网、供油管网、环境、医疗卫生、制造业、化工、能源、气象、仓储、冷藏、冰柜、恒温恒湿生产车间、办工场所等等领域。在工业、电力行业中，电气设备的正常运行保证了社会的正常运作以及人民的正常生活，因此设备的可靠性至关重要。众多企业提倡对设备进行预防性维护，而温度是预防性维护中最重要的监控参数，温度的过高或过低均意味着故障产生的可能性。实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。高温过热直接导致电气材料的的机械强度、物理性能下降，接触电阻值增加，持续通流状态下将会加速设备连接点氧化，氧化结果又促使接触电阻值继续增加，发热加剧，温度持续上升，导致高温过热。而高温过热问题又是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧，每次温度变化所增加的接触电阻值，将会使下一次循环的热量增加，所增加的温度又使接头的工作状况进一步变坏，因而形成恶性循环，严重影响电气设备的使用寿命。传统的温度测量方式周期长、施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时要耗费大量的人力物理排查和重新铺设线缆。而在特定场8合下监测点分散、环境封闭或有高电压，很多测温方式无法实现测量工作。无线温度监测预警系统（NT1000）是集先进传感技术、数字识别技术、无线通信技术、低功耗技术、抗干扰技术以及自动化控制技术为一体的高新技术产品，由无线温度显示仪、无线温度传感器、后台管理系统组成。可对多种恶劣环境条件下的设备温度变化情况实现现场、远程同时在线监测预警，方便维护人员全面及时掌握设备运行状况。具体应用在电气设备的各种触点、连接点，如：母线接头、电缆接头、室外刀闸开关触点、变压器及电动机引线接头等测点。系统可以以电子地图的形式显示整个温度场的分布，可清晰发现温度异常点，判定故障隐患。提前采取措施，避免事故的发生。系统主要由无线温度传感器、测温通信终端（温度显示仪）、温度检测预警工作站三部分组成。无线温度传感器：由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。测温后，将温度数据通过无线方式传递给测温通讯终端。主要安装在易发热的电缆连接、变压器与开关的表面。每个无线温度传感器具有唯一的ID编号，实际安装使用时记录每个传感器的安装地点，并与编号一起录入温度检测工作站计算机数据库中。传感器每隔一定时间（可以事先设定）自动发射一次监测点的温度数据，发现温度异常立即报警，可不受发送周期限制。91.3无线温度采集类型：温度测量方法有接触式测温和非接触式测温两大类。这次我设计的是无线，即非接触式的。非接触测温时，温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。目前常用的非接触式测温仪表有：1)辐射式温度计。其测量原理是基于普朗克定理，如光电高温计、辐射传感器、比色温度计。2)光纤式温度计。它是利用光纤的温度特性来实现温度的测量，或者仅仅是光纤作为传光的介质。如光纤温度传感器、光纤辐射温度计。而此次设计的为无线温度采集系统设计，即以cc2530为中心的系统包括程序。10二、无线温度采集系统分析与步骤嵌入式温湿度采集系统是一种基于CC2530和数字温湿度传感器SHT10的温湿度采集系统。实现温湿度数据采集的硬件部分主要包括：无线传感基本结构、无线传感实现原理、本设计所使用的实验箱以及软件支持、常见的无线传感模块以及实现基于CC2530的温湿度采集系统节点模块设计。2.1步骤：1、给智能主板供电（USB外接电源或2节干电池）；2、将一个无线节点模块插入到带LCD的智能主板的相应位置；3、将温湿度及光电传感器模块插入到智能主板的传感及控制扩展口位置；4、将CC2530仿真器的一端通过USB线（A型转B型）连接到PC机，另一端通过10Pin下载线连接到智能主板的CC2530JTAG口（J203）；5、将智能主板上电源开关拨至开位置。按下仿真器上的按钮，仿真器上的指示灯为绿色时，表示连接成功；6、观察LCD上温度、湿度和光照强度的变化；7、用一个物体挡住光照传感器的光线，观察LCD上光照强度数据的变化；8、向温湿度传感器吹一口气体，观察LCD的温度显示。112.2系统程序流程图图2.1系统程序流程图12三、温度数据采集3.1温度数据采集原理：温湿度探头直接使用IIC接口进行控制。其电路原理图如下所示：图3.1电路原理图本次设计将使用CC2530读取温湿度传感器SHT10的温度和湿度数据，并将采样