基于18B20的温度检测与无线传送接收设计-文献综述

第1页文献综述1.课题背景在如今的21世纪，科学技术日新月异的发展带动了测量技术的发展。像现代控制设备已经跟以前的不同了，这些设备在性能和结构上发生了巨大的变化。这些变化使得人们的生活水平也逐渐提高，居住条件也变得更加智能化了。如今这个社会已经进入了高速发展的信息时代，必然测量技术也已成为当今社会的主流，现已广泛地深入到了应用工程的各个领域。在工农业、医疗、军事等许多领域上都需要应用到温度检测这个技术，可是这些测量装置大多都需要直接布线才可以运作，并且传输的距离也比较短。为了能够使传输距离变长，无线传输发挥了很好的作用，它作为无线产业新领域，不仅解决传输距离的问题，也很好的解决了一定要直接布线的问题，其实在有些地方是无法直接布线的，比如户外环境、工业环境及比较恶劣的环境。这样一来，无线传输设备在受环境条件限制方面展现了强大的优势。比如许多家庭都会安装室内温度采集控制系统，它的原理就是利用无线通信技术采集室内温度数据，然后根据测量得到的室内温度数据进行相应的操作，比如通风、降温、升温等，这样便可以自动调节室内的温度了。像这样的无线温度采集系统已经被成功应用于环境监测、工农业发展和机器人控制等许多重要领域，这种无线设备需要运用相应的接口系统来控制这些芯片工作，从而完成具有可靠性稳定性较高的无线通信系统，类似这种温度采集的无线传输接收系统已经被广泛的应用到了各个领域，只要是布线复杂或者不允许有布线的场合都将可以通过无线传送接收的方案来解决。诸如此类的测量技术能够更好地改善人们的居住环境。无线模块的优点其实还有很多，比如没有了繁杂的直接布线，使得无线模块更加美观了、因为它降低了布线的成本从而无线模块的成本也降低了等等。所以现在非常推广将温控技术开始从有线向无线发展，为了使推广更加容易，设计一种稳定性高、实时性强、功耗低的温度检测与无线传送接收系统是非常有意义的。第2页本次课题设计理念就是以单片机作为控制核心，将从温度传感器上采集到的温度，通过无线模块进行传送，另一个模块上的无线模块进行接收，最后在接收模块的显示器上显示温度的变化，从而实现了对整个系统检测的无线传送与接收，根据无线模块的功能，还可以决定无线传输的有效距离。这个设备的应用领域也是相当的广泛，它不仅可以应用到消防电气的非破坏性温度检测、化工机械等设备温度是否过热的检测、电力电讯设备过热的故障预知检测、空调系统的温度检测，还可以运用到各类运输工具之组件是否过热的检测、医疗与健诊的温度测试等。因此它的前景是相当可观的。2.研究目的与现状2.1研究目的与意义随着社会的进步和生产的需要，利用无线通信进行温度熟读采集的方式已经渗透到生活的各个方面。在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，就需要采集数据并传输数据到一个环境相对好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。由于厂房大、需要传输数据多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很长很多的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或无法铺设电缆使，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据采集。在农业生产上，不论是温度大棚的温度检测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法，工作量大，可靠性强。而且大棚和粮仓占地面积大，检查目标分散，测点较多，传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量精确，简便易行。以上只是简单举例几个现实的例子，在现实生活中，这种无线温度采集系统已经成功应用于许多重要领域，而且类似于这种温度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。凡是布线繁杂或是不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解第3页决。为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据通信，这样的研究也变得更加有意义了。2.2研究的国内外现状检测系统的最初阶段是检测设备只具有单一检测的功能，系统是通过配线的一对一，连接到中央监控室，实现集中检测，检测设备都是相互独立的，由于计算机技术和信号传输技术的进步，人们可在信号上传输多路信号，这样利于在中央监控室内显示所有的检测数据信息，可以进行管理和操作。五有线网络相比，无线网络技术可以直接传送数据信息，在传输工程中不需要介质。在科技迅速发展的今天，人们对通信技术的要求不断的在提高，在温度控制系统中，物理机制的传感器也被大量用于数据的采集，然而监控和采集的对象都比较多而且分散，如果使用传统的直接布线连接从而实现信号的传输，这使得数据采集点安放的灵活性大大的受到了限制，况且设备的布线也是比较繁琐的。因此，无线通信成为了一种比较理想的选择，它不仅能做到实时，也能不用人来守值，更加减低了排线的困难。跟有线传输的方式相比，无线传输有了许多鲜明的优点，比如成本降低了、携带更方便了、布线也简便了等等。特别适用于无线数据传输系统的实现。如今，发展无线通信技术，已然成为了一种趋势。诸多新技术比如蓝牙、wifi等，在不同领域都已经得到了广泛的应用。比如蓝牙技术，它的传输范围可以长到10米那么远，而且体积小、功耗低、穿透性强、安全性高、有一定的移动性。Wifi技术可以实现几M至几十M的无线接入传输，它主要用于解决办公室无线局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，从而达到通信的无线传输。正因为如此，所以它的功耗是相当高的。现阶段的温控系统也有很多类，比如智能温控系统，它是在20世纪90年代中期问世的，是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。如今在国际上已开发出多种智能温控系统系列产品，它们在硬件的基础上，通过软件来实现测试控制功能，从而能第4页够同时输出温度数据及其相关的温度控制量。还有无线与有线温控系统，它是以无线模块为载体，从而实现数据之间的传送接收，因此它的主要优点就是不受空间地域、外部条件的影响，使得温度采集精度高、可靠性强。3.课题途径及步骤本课题主要是了解并单片机、研究温度传感器和无线传输模块，比较不同型号之间的区别，要选取最适合本课题的单片机、传感器和无线模块。需要先在一块板子上通过温度传感器检测到温度数据，然后再经过无线传输模块传送到另一个板子上，并读数数据，从而实现温度的检测与无线传输。本课题主要大致分为共分五个章节：系统总体方案设计、系统硬件设计、系统软件设计、系统调试与分析和结果。4.可能遇到的问题及采取的措施（1）对温度传感器和无线模块不了解