基于單片機的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監控系統設計

傳統方式中，對大型倉庫、博物館等無(wú)人環(huán)境的數據采集費時(shí)費力、效率低下，且實(shí)時(shí)性差，隨機性大?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了自動(dòng)檢測系統的發(fā)展，而利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)實(shí)現對無(wú)人環(huán)境的監測更是未來(lái)電子技術(shù)應用的發(fā)展趨勢。造價(jià)低廉、使用方便的單片機在小型控制系統中獲得了廣泛的應用。凌陽(yáng)公司推出的16位單片機SPCE061A處理速度快，獨具語(yǔ)音識別的特色功能，是用作系統控制核心的理想選擇;而傳輸速率高、成本低、功耗小的nRF24L01無(wú)線(xiàn)模塊也是實(shí)現系統無(wú)線(xiàn)通信的最佳選擇。

1 系統設計方案

系統分為主控端與監測端，通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行數據通信，核心部分是需要對數據進(jìn)行處理的主控端。主控端以SPCE061A單片機為控制核心，通過(guò)nRF24L01模塊進(jìn)行數據的收集，以12864液晶模塊作為數據顯示的平臺。監測端采用8位的AT89S52單片機作為控制核心。使用DHT11數字溫濕度傳感器采集溫濕度數據。監測端還設計有繼電器電路，可以模擬在溫度超過(guò)警戒值時(shí)自動(dòng)打開(kāi) 房間空調制冷。圖1為系統整體框架圖。

圖1 系統整體框架圖

2 硬件電路設計

2.1 微處理模塊設計

主控端微處理器選用凌陽(yáng)公司推出的SPCE061A單片機。SPCE061A是一款16位的微處理器，運算速度快，非常適合處理復雜的數字信號。CPU工作電壓VDD 為 2.4~3.6V，CPU 時(shí)鐘頻率范圍為0.32~49.152MHz，內置2K字SRAM以及32K字FLASH;具有2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)器/計數器(可自動(dòng)預置初始計數值);2個(gè)10位DAC(數/模轉換)輸出通道;32 位通用可編程輸入/輸出端口;具備觸鍵喚醒的功能;7通道10位電壓模/數轉換器(ADC)和單通道聲音模/數轉換器;聲音模/數轉換器輸入通道內置麥克風(fēng)放大器和自動(dòng)增益控制(AGC)功能;具備串行設備接口;具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能;內置在線(xiàn)仿真電路ICE(In-Circuit Emulator)接口;具有保密功能;具有看門(mén)狗功能。圖2為SPCE061A內部結構圖;圖3為SPCE061A引腳圖。

圖2 SPCE061A內部結構圖

圖3 SPCE061A引腳圖

監測端微處理器選用ATMEL公司的AT89S52單片機。AT89S52是一種低功耗、高性能的8位CMOS微控制器，具有8K 在系統可編程Flash 存儲器，256字節RAM， 32 位I/O 口線(xiàn)，片內晶振及時(shí)鐘電路，最高工作頻率可達33MHZ;內部集成看門(mén)狗定時(shí)器，全雙工UART串行口，6個(gè)中斷源，3個(gè)16位定時(shí)器/計數器。圖4為AT89S52單片機引腳及其最小系統圖。

圖4 AT89S52單片機引腳及其最小系統