AT89S52单片机最小远程监控系统的设计与开发+程序代码+电路图(3)
1.2 系统设计要求
一、基本要求
设计并制作一款基于单片机的无线远程监控系统。
二、具体要求
设计并制作一个基于单片机的无线温度远程监控系统，能够对约30米范围内的温度进行无线采集、传输、显示、超限报警及智能控制功能。当温度低于设定的最低温或者高于设定的最高温度范围时主机系统通过蜂鸣器和LED进行声光报警，从机在温度超限时能够自动打开降温装置进行降温，系统报警上下限范围可通过人工按键设定。
主机声光报警：
a，蜂鸣器（超出温度上下限就报警）
b，发光二极管（红绿两色）一个上限(红色)； 一个下限（绿色）
c，温度检测范围 -55度到+125度
4个键位控制：
1号键位用来控制音乐报警提示功能的开与闭；
2号键位切换温度上限和下限；
3号键位实现温度范围增加调节；
4号键位实现温度范围降低调节；
从机：
数字温度传感器DS18B20实现温度的采集，数据通过无线收发模块nRF24L01发送到主机，同时从机单片机对数据进行处理判断采集到的温度值是否超出设定的上限，如果超出温度设定的上限值系统自动打开风扇实现自动降温[1]。
1.3 系统设计方案
1.3.1 系统设计方案论证
结合所学知识，通过查找资料和论证，可通过以下方案来实现课题要求实现的指标，各方案介绍如下所述。
方案一：采用模拟电路与数字电路相结合的模式。温度传感器采用模拟型输出AD590实现对环境温度的采集。AD590采集到的数据通过ＡＤ转换芯片进行模拟量与数字量的转换。单片机对AD转换后的数字信号进行处理判断，采用此方案设计的优点在于检测温度范围广，但可靠性及响应速度比较低、灵活性小、线路复杂设计成本较高、调试、安装都不方便。
方案二：采用FPFGA设计实现，采用FPGA通过VHDL语言编程调试。FPGA具备普通数字电路不具备的强大内核，FPGA集成了程序存储器、静态RAM、AD转换为一体极大的简化了系统外围电路的设计。采用FPGA设计程序调试相对简单，外围电路设计相对较少，不足之处设计成本较高，开发环境相对复杂。
方案三：采用单片集成电路AT89S52结合数字型温度传感器DS18B20设计实现；无线数据传输部分通过2.4G无线收发模块nRF24L01传输。AT89S52及其外围电路实现数据的处理及输出的控制，温度传感器DS18B20采集温度参数并通过无线传输模块发往主机，主机通过LCD1602液晶显示温度值，主从机可在30米范围内完成数据接收。采用此方案设计成本低，开发环境容易，克服了方案一、二的缺点，所以本课题最终采用方案三实现温度的无线远程监控。
1.3.2 系统设计方案硬件实现框图
系统主要由主、从机两部分组成，从机主要完成温度的采集及无线发送；主机接收从机发来的信号，通过单片机进行处理，然后送到显示器显示，并完成超温报警功能。从机部分使用温度传感器DS18B20进行温度的采集，单片机对温度传感器采集的温度进行处理，再通过无线模块nRF24L01将处理后的数据发送到主机；主机部分由无线模块将接收到的信号传送到主机的单片机，然后通过液晶显示器LCD1602将温度显示出来，在主机部分通过按键可以完成对温度上下限的设置，当温度超过设置的上下限时蜂鸣器和LED能够同时或者单独进行报警，从而从机打开温度调控装置完成对温度的自动调控。系统整体实现框图如图1、2所示。
1.4 设计的主要工作与需要解决的问题
1.4.1 温度的采集
温度采集采用的是DS18B20温度传感器。数字温度传感DS18B20,可直接将温度信号转换成数字信号，无需经过A/D转换器、ADC采样、量化、编码的过程，极大地简化了硬件电路和软件程序的设计。