基于nRF905的低功耗溫濕度無(wú)線(xiàn)測量系統

摘要：為實(shí)現溫濕度測量和無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊，并設計了基于數字溫濕度傳感器SHT11的溫濕度無(wú)線(xiàn)測量系統，最后給出該系統的相關(guān)硬件組成電路和數據傳輸流程圖。經(jīng)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(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)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(yè)生產(chǎn)的大棚管理，倉庫糧食存儲管理，生產(chǎn)制造行業(yè)，氣象觀(guān)測，恒溫恒濕的空調房科研及日常生活中被廣泛應用?？梢哉f(shuō)溫濕度是影響日常的生產(chǎn)生活以及科研的一個(gè)很重要的因素。目前我國許多領(lǐng)域例如農業(yè)生產(chǎn)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(huì )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(xiàn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)節點(diǎn)，利用數字溫濕度傳感器SHT11完成對環(huán)境的溫濕度測量系統。同時(shí)該系統留出MAX232接口以方便與PC機通訊，實(shí)現溫濕度的實(shí)時(shí)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(wú)線(xiàn)測量系統的發(fā)送和接收模塊的框圖。
其中圖1為無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊，以Atmega16L為主控制核心，控制溫濕度傳感器SHT11采集環(huán)境的溫濕度，然后利用nRF905無(wú)線(xiàn)傳輸模塊將采集到的溫濕度數據發(fā)送給溫濕度測量無(wú)線(xiàn)接收模塊進(jìn)行相應處理。

圖2為溫濕度測量無(wú)線(xiàn)接收模塊，以Atmega16L為主控制核心，利用nRF905無(wú)線(xiàn)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(guān)上位機軟件實(shí)時(shí)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(wú)線(xiàn)發(fā)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(fā)送端而言，可以采用5 V電池供電，很適合在野外等環(huán)境進(jìn)行溫濕度測量采集。而接收端可以采用5 V開(kāi)關(guān)電源供電。其核心部件LM1117-3．3是一個(gè)低壓差電壓調節器系列。壓差在1．2 V輸出，此時(shí)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。