基于nRF905的低功耗溫濕度無線測量系統
摘要:為實現溫濕度測量和無線數據傳輸,該設計使用AVR系列低功耗單片機ATmega16L作為控制芯片,低功耗芯片nRF905作為無線收發模塊,并設計了基于數字溫濕度傳感器SHT11的溫濕度無線測量系統,最后給出該系統的相關硬件組成電路和數據傳輸流程圖。經測試,系統運行穩定可靠,通信距離很遠,且溫濕度測量精確,具有很廣泛的應用前景。
關鍵詞:無線通信;nRF905;溫度測量;濕度測量;SHT11;ATmega16L。
O 引 言
溫濕度的測量在農業生產的大棚管理,倉庫糧食存儲管理,生產制造行業,氣象觀測,恒溫恒濕的空調房科研及日常生活中被廣泛應用。可以說溫濕度是影響日常的生產生活以及科研的一個很重要的因素。目前我國許多領域例如農業生產等仍采用測溫儀器與人工抄錄、管理相結合的傳統方法,這不僅效率低,而且會由于判斷失誤和管理不力造成很多嚴重損失。
系統以自帶SPI和兩線串行接口的低功耗單片機ATmega16L為控制芯片,采用nRF905芯片組成的無線收發節點,利用數字溫濕度傳感器SHT11完成對環境的溫濕度測量系統。同時該系統留出MAX232接口以方便與PC機通訊,實現溫濕度的實時顯示以及監測功能。
1 系統描述
如圖1,圖2所示為低功耗溫濕度無線測量系統的發送和接收模塊的框圖。
其中圖1為無線發送模塊,以Atmega16L為主控制核心,控制溫濕度傳感器SHT11采集環境的溫濕度,然后利用nRF905無線傳輸模塊將采集到的溫濕度數據發送給溫濕度測量無線接收模塊進行相應處理。
圖2為溫濕度測量無線接收模塊,以Atmega16L為主控制核心,利用nRF905無線傳輸模塊接收溫濕度數據,然后利用MAX3232上傳給PC機,利用相關上位機軟件實時監測。
2 硬件電路設計
2.1 3.3 V供電電源模塊
本設計所需的電壓為3.3 V,故采用LM1117-3.3電源供電系統,如圖3所示。無線發送模塊以及溫濕度測量模塊使用的器件皆為低功耗器件。對發送端而言,可以采用5 V電池供電,很適合在野外等環境進行溫濕度測量采集。而接收端可以采用5 V開關電源供電。其核心部件LM1117-3.3是一個低壓差電壓調節器系列。壓差在1.2 V輸出,此時相應的負載電流為800 mA。
2.2 單片機控制電路
本設計采用高性能、低功耗的8位AVR微處理器ATmega16L作為控制芯片。
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