基于nrf24L01及单总线技术的多点无线温度测量电路的上位机设计开题报告

1. 研究目的与意义

1.本课题研究的背景

在当今的工农业生产中，需要进行温度采集的场合越来越多，准确方便地测量温度变得至关重要。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多很长的通讯线，浪费资源，占用空间，可操作性差，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时，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，不论是温室大棚的温度监测，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，可靠性差。而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，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。

2. 研究内容和预期目标

一．本课题主要研究内容

本课题主要研究的是基于nrf24l01及单总线技术的多点无线温度测量电路的上位机设计。以cpld为控制单元，采用数字式温度传感器和nrf24l01模块为核心功能器件的多点温度测量电路。该电路中的上位机通过nrf24l01模块终端控制不同位置的温度测量，测量结果在lcd上实时显示，同时通过nrf24l01无线模块传将温度测量结果传输到上位机并实时显示。

主要的研究内容有：

3. 研究的方法与步骤

在无线传输上，采用2.4g的nrf24l01模块，这个模块可以实现6发送，1接受，所以最多只能测试6点的温度。温度传感器使用ds18b20,单总线传输，外面有3个脚管.

4. 参考文献

[1] 周航慈. 单片机应用程序设计技术[m]. 北京航空航天大学出版社, 1991：200-205.

[2] 李文忠, 段朝玉 . 短距离无线数据通信[m] . 北京航空航天大学出版社， 2006：67-69.

[3] 吴军辉， 徐立鸿. 温室环境集散控制系统中现场控制器的设计与开发. 自动化仪表， 2001：356-378.

5. 计划与进度安排

2022年1月5日至3月20日：查阅相关文献资料，研究nrf24l01无线收发模块、单总线数字式温度传感器的工作原理、控制方式及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告。

2022年3月21日至4月4日：进一步研究cpld硬件开发环境和软件开发环境，学习cpld的设计流程。进一步研究spi总线协议，制定主控spi接口模块功能定义。采用verilog hdl设计spi接口功能模块，并进行初步的仿真。

2022年4月5日至4月19日：进一步研究nrf24l01收发工作流程、制定nrf24l01收发控制模块的功能要求。采用verilog hdl设计nrf2401无线模块的多字节收据收发模块，并进行仿真及硬件电路调试。