数据无线监测系统

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毕业论文范文题目： 数据无线监测系统，论文范文关键词： 数据无线监测系统
数据无线监测系统毕业论文范文介绍开始：
　　前言
　　随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给控制测控领域带来了一次新的革命。数据的采集和传输技术更是日新月异。
　　一般无线方案适用于布线繁杂或者不允许布线的场合，目前，蓝牙技术和 Zigbee 技术已经较为成熟的应用在无线数据传输领域，形成了相应的标准。然而，这些芯片相对昂贵，同时在应用中，802.15 解决方案需要做很多设计和测试工作来确保与标准的兼容性，如果目标应用是点到点的专用链路，如无线鼠标到键盘，这个代价就显得毫无必要。
　　随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。在现实生活中，这种无线数据采集系统已经被成功应用于工农业、环境监测、军事国防、机器人控制等许多重要领域，而且类似于这种采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据通信，这样的研究也变得更加有意义了。
　　现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到水位数据监测，早期水位数据监测主要应用于工厂中，例如工厂中的大型锅炉，必须实时的掌握锅炉的水位，确保系统的正常运行。
　　目前，在工业数据采集应用领域，都采用无线方式进行远距离数据传输。和传统的有线传输方式相比，无线传输具有巨大的优越性。基于此，本文介绍一种基于通用低功耗单片机和多信道单片收发芯片nRF2401的无线数据传输模块的水位数据检测系统。系统集成 STC89C52RC单片机在低功耗应用方面的优势和nRF2401特有的多频道。这里的的无线数据传输模块中的nRF2401是挪威Nordic公司推出的工作于2.4GHz ISM频段的射频芯片。与蓝牙和 Zigbee 相比，nRF2401 射频芯片没有复杂的通信协议，它完全对用户透明，同种产品之间可以自由通信。更重要的是，nRF2401 射频芯片比蓝牙和 Zigbee 所用芯片更便宜。
　　整个系统主要分为发送和接收两大部分，发送部分采用STC89C52RC单片机作为主控单片机，自制简易水位检测模块作为水位数据采集模块，nRF24L01作为无线数据发射模块，加上数码管显示模块，接收部分用STC89C52RC单片机作为主控单片机，nRF24L01作为无线数据接收模块，经过MAX232电平转换后通过串口将数据发给上位机实时直观的显示。软件模块包括水位数据检测模块、无线发射模块、无线接收模块，数码管显示模块和上位机显示模块。该系统具有成本低，功耗低，软件设计简单以及通信可靠等优点。
　　本文基于本次毕业设计的过程与要求，将论文分成三部分。第一部分主要介绍了课题的研究背景、目的和意义，无线数据监测的发展现状及趋势，以及该设计的内容及进度时间安排。
　　第二部分主要介绍了本次毕业设计的系统设计的总体方案及各个模块的功能说明，介绍本次毕业设计的主控芯片及本课题硬件系统各部分电路的设计、实现，讲述了各模块的功能，也介绍了本次毕业设计所用的编程环境，根据系统的总方案，设计出程序的总流程图，并利用C语言编写相应的程序。最后对系统进行调试及设计结果的介绍。
　　第三部分是对整个论文的总结与展望，给出了参考文献和程序附录。
　　本论文内容上全面的介绍了无线数据监测系统的具体实现，既有硬件部分的设计介绍，又有软件部分的介绍，及其系统测试部分的讲解，最后又有源代码程序。
　　本文编写过程中得到老师的指导与帮助，并提出了许多改进建议，在此表示衷心感谢。由于本人水平有限，错误与疏漏之处在所难免，望批评指正。
　　目录
　　摘要 I
　　ABSTRACT II
　　第1章绪论 1
　　1.1 课题的背景与意义 1
　　1.2本课题研究状况及趋势 2
　　1.3设计内容及计划 2
　　1.4 论文的结构安排 3
　　第2章系统总体方案 4
　　2.1 系统分析及总体设计 4
　　2.2 系统功能模块的划分说明 4
　　2.3 系统工作流程 5
　　2.4 本章小结 6
　　第3章硬件系统的设计与实现 7
　　3.1 硬件设计方案 7
　　3.1.1硬件系统设计构成 7
　　3.1.2 主控芯片的介绍 7
　　3.2 主控制模块(STC89C52RC最小系统) 8
　　3.2.1程序下载及串口电路 8
　　3.2.2按键及警报灯电路设计 10
　　3.2.3 复位电路 10
　　3.2.4 晶振电路 10
　　3.2.5 电源电路 11
　　3.3 引脚分配 11
　　3.3.1 数据发射子系统 11
　　3.3.2 数据接收子系统 12
　　3.4 水位数据采集模块 12
　　3.4.1水位数据采集方案 12
　　3.4.2 水位数据采集设计 13
　　3.5 无线收发模块 14
　　3.5.2 引脚功能及描述 15
　　3.5.3 工作模式 16
　　3.5.4工作原理 16
　　3.5.5 配置字 17
　　3.5.6 SPI 接口与指令 18
　　3.6 数据显示模块 19
　　3.6.1 数码管数据显示 19
　　3.6.2 上位机的数据显示 19
　　3.7 本章小结 21
　　第4章软件系统的设计与实现 22
　　4.1 开发环境介绍 22
　　4.2 部分软件设计 23
　　4.2.1 水位数据检测 23
　　4.2.2 无线通信的数据格式 24
　　4.2.3无线发射模块软件设计 27
　　4.2.4无线接收模块软件设计 27
　　4.2.5显示模块软件设计 28
　　4.2.6按键与警报模块软件设计 31
　　4.3软件的总体设计 32
　　4.3.1 发送部分 32
　　4.3.2接收部分 33
　　4.4 本章小结 33
　　第5章系统的调试及实验结果 34
　　5.1 调试步骤 34
　　5.2实验结果 34
　　5.3本章小结 37
　　第6章结论与展望 38
　　参考文献 40
　　致谢 42
　　附录 43
　　摘要
　　数据收集监测在日常生活、工作和工程实践中具有重要的应用。随着生活水平的提高和科学技术的进步，无论是工业还是农业或者是日常生活中对数据收集监测的要求越来越高。不仅要做到低耗，还要求进行一定距离的传输。
　　基于这点本次设计选择了STC89C52RC作为主控芯片，工作场所的水位采集用到了是自制简易水位传感器，最后采用nRF24L01模块对采集到的水位数据进行无线传输，从而打破传统数据传输操作受到距离限制的缺陷。然后经过接收部分的nRF24L01模块的数据接收，再通过串口把数据发给上位机并显示。在经过软硬件测试后，本设计基本实现了用水位传感器采集水位数据并可以在现场的数码管上显示出来，用nRF24L01进行一定距离传输后在接收端通过串口把数据送到上位机实时、直观显示出来的模型。传输距离﹥30m，水位范围达到0至13cm。
　　关键词: STC89C52RC，水位，无线传输，nRF24L01

以上为本篇毕业论文范文 数据无线监测系统的介绍部分。

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