无线环境监测模拟装置的设计
摘要：设计制作一个无线环境监测模拟装置，包括检测终端和探测节点两大部分，相互之间采用无线传输进行数据通信。发射接收端采用无线发射接收模块，完成对相邻探测节点信息及探测终端的转发及接收。编码解码采用软件实现。采用AT89S52实现系统的总体控制。经测试，整个制作达到了设计要求。
关键词：无线；环境监测；编码解码；AT89S52
1引言
无线通讯技术，无线技术给人们带来的影响是无可争议的。无线电是信息社会的关键元素。人类自发现无线电一个多世纪以来，围绕无线电的发明创造数不胜数，利用无线电为自己造福，无线电通信已经渗透在人类的经济和社会活动当中，并且每时每刻都在影响着人们的日常生活。无线电通信最初应用是方便人们的沟通联系，在现代社会，无线电通信帮助人类实现了所梦想的在任何时间、任何地点都能方便地沟通，真正实现了无处不在、无缝覆盖的连接。本文主要介绍了无线电通信发展的历程以及无线电通信的成果，并且由此展望了未来无线电通信的发展趋势。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势力要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，以利于硬件模块的不断升级和扩展。该课题的主要技术在于无线数据传输，研究该课题的主要意义在于让我们更加深入的了解无线数据传输的原理。现代工业对环境温度、光照的控制要求越来越高，许多车间在生产特定产品时都需要对车间温度、光照进行监控，本作品能满足市场对这类产品的需求。本作品用光电三极管、温度传感器收集环境数据，用单片机控制无线发射模块发射数据，无线接收模块接收，同时用单片机将传送的数据显示在液晶显示屏上。软件采用C语言编程。本作品具有能耗低、传播距离远、探测灵敏度高等优点。
2 各电路方案论证
2.1 控制电路设计方案论证
方案一：
采用通用的51单片机作为主控器，完成数据处理，键盘扫描，显示部分的控制等。但51单片机没有AD转换，需外接AD芯片来转换采集到的电压信号，使电路的硬件、软件变得复杂。
方案二：
89s52单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业上80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得at89s52单片机为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
比较上述2种方案，方案2电路简单、软件简洁、功能强，本课题中我们采用方案2。
2.2显示电路设计方案论证
方案一：
采用数码管显示，成本低、亮度高、醒目。但在显示较多的项目时，硬件电路复杂，功耗大。
方案二：
采用1602LCD液晶屏显示，显示内容较多，方便组合，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省了软件中断资源。
综合上述，所以选择方案二。
2.3 温度电路设计方案论证
方案一：
采用AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，精度很高，但需要辅助的AD转换电路以及进行软件的校正，增加了线路的复杂程度，此方案不可行。
方案二：
采用DS18B20作为测温电路的温度传感器。DS18B20的数字温度输出通过1-Wire总线，又称为“一线”总线（1-Wire是一种独特的数字信号总线协议，它将独特的电源线和信号线复合在一起，仅使用一条口线；每个芯片唯一编码，支持联网寻址、零功耗等待等，是所需硬件连线最少的一种总线），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可能性。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面比其他温度传感器有了很大的进步，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。DS18B20直接输出数字温度值，不需要校正。
综合上述，所以选择方案二。
毕业设计说明书目录
1引言 1
2各电路方案论证 1
2．1控制电路方案论证 1
方案一： 1
方案二： 1
2.2显示电路方案论证 2
方案一: 2
方案二: 2
2.3温度模块论证 2
方案一: 2
方案二: 2
3 电路各模块分析介绍 2
3.1 接收部分 2
3.1.1 3839a接收机电路 2
3.1.2 3839a芯片功能介绍 3
3.2 发射部分 4
3.2.1 发射机 4
3.2.2 74HC02的功能介绍 6
3.3 温度检测部分 7
3.3.1 温度检测电路 7
3.3.2 DS18B20功能介绍 8
3.4 液晶显示电路 8
3.5 光照测试模块 9
3.5.1 光敏电阻及其原理 9
3.5.2 光照判断电路 9
3.6 解调信号处理部分 10
3.6.1 解调信号处理电路 10
3.6.2 LM324功能介绍 11
3.7 最小系统设计 12
4 软件设计 16
4.1程序流程 16
4.1.1系统主程序流程图 16
4.1.2各子程序流程图 17
4.2程序 17
4.2.1主程序 17
4.2.2各子程序 21
5测试方法和测试结果 23
6总结 23
7参考文献 24
8 附录（图） 25
参考文献
[1] 康华光．电子技术基础模拟部分[M]．北京：高等教育出版社，2005
[2] 胡宴如，耿苏燕．高频电子线路[M]．4版.北京：高等教育出版社，2004
[3] 华容等．信号与系统[M]．北京：北京大学出版社，2006
[4] 胡宴如，耿苏燕．模拟电子技术[M]．2版.北京：高等教育出版社，2004
[5] 杨志忠，卫桦林．数字电子技术[M]．3版.北京：高等教育出版社，2008
[6] 王静霞，杨宏丽，刘俐．单片机应用技术（C语言版）[M]．北京：电子工业出版社，2012
[7] 缪小中．电子CAD[M]．北京：化学工业出版社，2010
www.bysj360.com www.bysj360.com/page.asp?id=37 www.bylw520.net www.bylw520.net/page.asp?id=31 www.taolw.com www.caddown.com
