基于nRF905的低功耗溫濕度無線測量系統(tǒng)

摘要：為實(shí)現(xiàn)溫濕度測量和無線數(shù)據(jù)傳輸，該設(shè)計(jì)使用AVR系列低功耗單片機(jī)ATmega16L作為控制芯片，低功耗芯片nRF905作為無線收發(fā)模塊，并設(shè)計(jì)了基于數(shù)字溫濕度傳感器SHT11的溫濕度無線測量系統(tǒng)，最后給出該系統(tǒng)的相關(guān)硬件組成電路和數(shù)據(jù)傳輸流程圖。經(jīng)測試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通信距離很遠(yuǎn)，且溫濕度測量精確，具有很廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：無線通信；nRF905；溫度測量；濕度測量；SHT11；ATmega16L。

O 引 言
溫濕度的測量在農(nóng)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)，氣象觀測，恒溫恒濕的空調(diào)房科研及日常生活中被廣泛應(yīng)用?？梢哉f溫濕度是影響日常的生產(chǎn)生活以及科研的一個很重要的因素。目前我國許多領(lǐng)域例如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等仍采用測溫儀器與人工抄錄、管理相結(jié)合的傳統(tǒng)方法，這不僅效率低，而且會由于判斷失誤和管理不力造成很多嚴(yán)重?fù)p失。
系統(tǒng)以自帶SPI和兩線串行接口的低功耗單片機(jī)ATmega16L為控制芯片，采用nRF905芯片組成的無線收發(fā)節(jié)點(diǎn)，利用數(shù)字溫濕度傳感器SHT11完成對環(huán)境的溫濕度測量系統(tǒng)。同時(shí)該系統(tǒng)留出MAX232接口以方便與PC機(jī)通訊，實(shí)現(xiàn)溫濕度的實(shí)時(shí)顯示以及監(jiān)測功能。

1 系統(tǒng)描述
如圖1，圖2所示為低功耗溫濕度無線測量系統(tǒng)的發(fā)送和接收模塊的框圖。
其中圖1為無線發(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無線傳輸模塊將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給溫濕度測量無線接收模塊進(jìn)行相應(yīng)處理。

圖2為溫濕度測量無線接收模塊，以Atmega16L為主控制核心，利用nRF905無線傳輸模塊接收溫濕度數(shù)據(jù)，然后利用MAX3232上傳給PC機(jī)，利用相關(guān)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 3．3 V供電電源模塊
本設(shè)計(jì)所需的電壓為3．3 V，故采用LM1117-3．3電源供電系統(tǒng)，如圖3所示。無線發(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開關(guān)電源供電。其核心部件LM1117-3．3是一個低壓差電壓調(diào)節(jié)器系列。壓差在1．2 V輸出，此時(shí)相應(yīng)的負(fù)載電流為800 mA。

2．2 單片機(jī)控制電路
本設(shè)計(jì)采用高性能、低功耗的8位AVR微處理器ATmega16L作為控制芯片。