一种基于无线射频通信的温度检测系统设计

顾建凯++华彤天

摘 要 本文设计了一种基于射频传感器nRF905无线通信的温度检测系统，该系统以单片机为下位机结合温度传感器进行相应环境温度检测，无线射频通信实现现场检测处数据无线传输给控制室；上位机VB编写的软件界面实时地显示当下温度，并且各间隔时间点的温度在VB软件界面上以曲线形式进行显示并且以EXECL表格的形式进行相关记录存储。

【关键词】温度检测 单片机 nRF905无线通信 VB软件界面

有些环境在进行温度实时检测时，检测人员需要远离实际作业现场并且能够实时在电脑前面进行相关作业控制，于是在进行温度检测时就涉及到无线通信以及能够将温度信息及时地显示于电脑上的控制要求，本系统也本着这一实际现场需求进行相应系统功能设计实现。

1 控制系统整体框架设计

该温度检测系统整体的框架设计以基于单片机与温度传感器DS18B20温度检测模块为下位机进行现场多个温度采集点的温度实时采集，以VB编程软件编写的软件界面为上位机进行温度实时显示以及相应温度信息记录，上下位机的数据传输通过nRF905无线射频模块以及串口通信模块进行实现。多个采集点的设计可以满足现场环境温度采集点多处的需求。具体控制系统的框架结构如图1所示。

2 下位机部分设计

2.1 下位机硬件设计

硬件电路图根据设计需要分为温度检测与发送单元，该单位包括的元器件有单片机芯片、温度传感器DS18B20、Nrf905无线射频模块；温度接收单元包括的元器件有单片机芯片、Nrf905无线射频模块、串口通信接口。其中nRF905模块的用电制式为DC3.3V，所以使用了芯片ams117-3.3进行对应的电源转换。

2.2 下位机软件设计

整体程序框架设计为：其中单片机一用于控制DS18B20的温度检测以及通过nRF905射频模块将检测到的各检测处温度数据发送出去，单片机二通过nRF905进行数据温度接收并且通过串口将温度数据传入上位机。

在nrf905无线通信数据传输中，数据必须有其规定的通信协议才可降低传输中的误码率。本系统采用的数据包格式由数据序列号、目标地址、源地址、所发数据长度、数据正文、奇偶校验码组成。在接收端收到一个数据包后，向发送端发送确认信号，并且通过校验码对所收到数据进行校验，如果检验无误将相应的数据包通过串行通信口传入上位机进行温度信息显示以及存储。

3 上位机部分设计实现

采用Visual Basic（VB）作为上位机界面开发与单片机串口通信实现较为成熟，为系统的开发带来了一定的便利。上位机不仅可以进行实时温度的数据显示和实时温度信息曲线显示，同时可以将一定时间间隔的温度信息自动的存入于EXECL表格中。

上位机VB软件设计界面可以通过串口从下位机进行温度数据采集，并且可以进行一定时间段的温度数据点存入EXECL表格中的自动存储，同时该时间段可以进行选择1小时，2小时，3小时。软件程序设计框架如图2所示。

4 实验结果

根据对应的实物制作，可以达到预期的设计目标，并且通过对某试验检测点的温度进行为期一天的检测，最终在VB界面中所得节点温度曲线如图3所示。

4 总结

本文首先以现场的温度检测需求为入手，设计了以nRF905无线通信和串口通信实现了上位机无线监测现场环境温度的需求，根据所提出设计思想进行了对应的实物实验，根据实验良好结果得出该设计的合理性。

参考文献

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作者单位

南京铁道职业技术学院机车车辆学院 江苏省南京市 210000