发布时间 : 星期三 文章基于单片机的远程温度监控系统设计毕业设计更新完毕开始阅读a6884c52905f804d2b160b4e767f5acfa1c78395
第2章 设计方案的选择和论证 第2章 设计方案的选择和论证
2.1 温度采集模块选择方案与论证
方案一：使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加了线路的复杂程度，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。因此此方案不可行。
方案二：采用DS18B20。DS18B20的数字温度输出通过1-Wire总线，又称为“一线”总线，这种独特的方式可以使多个DS18B20方便地组建成传感器网络，为整个测量系统的建立和组合提供了更大的可能性。DS18B20 的测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625 ℃。DS18B20 可以直接读出被测温度值。而且采用3 线制与单片机相连，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。一线总线将独特的电源和信号复合在一起，并仅使用一条线，每个芯片都有唯一的编码，支持联网寻址，简单的网络化的温度感知，零功耗等待等特点。它在测温精度、转换时间、测数距离、分辨率等方面比其他温度传感器有了很大的进步。DS18B20直接输出数字温度值，不需要校正，因此选择此方案。
2.2 无线收发模块的选择方案与论证
方案一：采用TX315A-T01和TX315A-R01的无线收发模块。应用目前最先进的声表面波器件和数据专用ASK超外差式单片接收电路开发生产了TX315系列模块电路，其中含有RF、TF、DATA等高频、中频、数字处理电路。TX315A可应用于无线遥控、数据传送、自动抄表系统、无线键盘操作系统、警戒系统。TX315A由TX315A-T01发射组件和TX315A-R01接收组件两部分组成，因其频率绝对一致，故在使用时可随意增加发射和接收组件，以组成所需的功能系统。此系统用此模块很好，但是这个模块的价格太昂贵，所以放弃此方案。
7
燕山大学本科生毕业设计（论文）
方案二：CC1101是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。其主要针对工业、科研和医疗(ISM)以及短距离无线通信设备(SRD)。CC1101可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、接收信号强度指示(RSSI)、空闲信道评估(CCA)、链路质量指示以及无线唤醒(WOR)的广泛硬件支持[3]。CC1101在代码、封装和外引脚方面均与CC1101兼容，可用于全球最为常用的开放式低于1GHz频率的RF设计。 工作电压范围：1.9V～3.6V，与数据采集模块工作电压协调，待机模式下电流仅为200nA。 工作温度范围：-40℃～+85℃足够满足设计要求。而且价格相对其他无线模块较低，易于购买，因此选择此方案。
2.3 显示模块的选择方案与论证
方案1：LCD显示器LCD1602
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。市面上字符液晶大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 方案2：八段数码管
LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。共阴和共阳极数码管
第2章 设计方案的选择和论证 的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。
由项目要求可知，我们的显示装置要显示实时的光照度和预定的光照度，显示的数据比较简单，我们采取数码管分段显示或者分时显示都能达到显示效果，而且数码管控制原理简单明了，易于控制，成本低，综上所述我们选择数码管作为显示装置。
2.4 工程造价
本次设计采用了单片机，CC1101无线传输模块，DS18B20传感器模块等模块，具体开支见下边的表2-1工程造价。
表2-1工程造价
器件 STM8开发板 DS18B20 CC1101 LED显示屏
排线
pl2303下载线
数量（个）
2 2 2 1 2 1
单价（元）
77 8.5 16 5.5 2.5 7.3
合计(元) 154 16 32 5.5 5 7.3
在调试过程中，烧毁DS18B20温度传感器一个。最后的工程造价合计为： 77*2+8.5*2+16*2+5.5+2.5*2+7.3=219.8元
共计219.8元人民币。
2.5 本章小结
最终方案确定为采用单片机芯片STM8作为主控制芯片，DS18B20数字温度传感，CC1101作为无线收发模块，QC1602A作为显示模块，采用蜂鸣器和发光二极管进行声光报警。温度传感器对实验现场的温度进行采集，副控芯片STM8对采集温度数据进行处理，将有用数据送给发射模块CC1101，主系统的接受模块CC1101接受数据送给主控芯片STM8，STM8对数据进行分析处理，对现场实际温度进行显示；另外，可以人工通过独立键盘对所测温度进行监控，先设定好规定的温度范围，当采集的温度超过此范围时，蜂鸣器响，同时点亮发光二极管，通过按键选择，可以独立实现声音报警、发光报警及声光同时报警。
9