基于上位机、NRF多点无线温度监控系统

王银旺　马宏兴　张晓玲　袁旭斌

摘要：为了实现对复杂工作环境的监督和管理，提出了一种基于无线监测的自动报警测试系统设计方案，并完成系统的软硬件设计。该系统采用主从工作方式，上位机用PC机，用Laview编程，下位机采用单片机用汇编语言和C语言编程，该系统的硬件部分主要用来检测环境温度、湿度并通过无线发送給主机，当检测值达到设定的上限或下限时系统会自动报警。能够完成对其输出信号进行检测。实际应用表明，该系统具有操作简便、测试准确、实时显控的特点。从而达到降低劳动强度，提高测控效率，实现环境的实时测控自动化的目的。

关键词：无线；上位机；C语言

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）23-0230-02

随着科学技术的发展，通信技术也日趋成熟。目前在通信技术中无线通信技术，以他独特的优势也得到了快速发展，生活中无线传输技术得到了广泛的应用。无线监测系统控制器能够降低企业开发成本，提高管理质量，节省成本、提高企业在市场的竞争力。

我们在对大型的仓库管理时，往往要检测一些环境参数（温度、二氧化碳、酒精浓度）等。传统的方式采用有线传输费时费力，而且维护特别麻烦。这里采用无线传输就凸显出它的优势，他省去了布线的繁琐，易于维护，稳定性好。

可见，在未来的生活中无线技术将会和我们的生活联系更紧密。同时无线技术也会得到快速的发展，他也会给人们的生活带来极大的方便，给企业带来更多的利润。

1 测试需求分析

根据国内外的调查了解发现，大型的仓库管理起来是比较繁琐，采用有线检测时，由于环境和建筑的限制。施工周期比较长，并且施工成本比较高。维护起来也比较麻烦。无线传输可以容易的避免这些麻烦，并且易于回收和检修，从这些角度来分析无线传输在未来的发展前景很好。

测试实际仓库管理的过程中遇到的环境，模拟粮食变质时的温度、湿度、酒精浓度等，并检测NRF无限发送和接收是否正常，判断主机接收不同值要求的工作；其次，应能检测传输距离对无线系统的影响以及在遇到不同障碍物时，接收数据的准确性能，以及在不同的环境是否正常使用。

2 总体设计

该测试系统结构图如图1所示，在对存储环境监测时，从机通过传感器采集环境的温度、湿度等环境数据，通过NRF无线模块传输到主机，主机把接收来的数据先和给设定的上、下限值进行对比，并存入数据库同时显示到上位机，然后发出对应的报警信号，提示管理人员及时处理。

3 系统硬件设计

因为要求实时性不高，系统硬件主控芯片为51单片机。晶振12Hz，电源5V（DC）。总体设计为一主多从，在本设计中采用5个温度检测点，实时采集每点的温度轮番查询发送给主机，主机在发送给上位机。

在这里温度传感器选用DS18b20，它具有防水功能可以适应较恶劣的自然环境，并且自带1米的连接线，容易安装检测复杂环境。

nRF2401是单片射频收发芯片，工作频段2.4～2.5GHz ISM，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，通信频道和信号发射功率可以通过程序配置。芯片能耗低，传输距离可以根据实际自己设置，节能设计十分方便。可适用于多种无线通信的场合，例如无线数据传输系统中的无线鼠标、遥控飞行器、遥控汽车等。

4 测试系统软件设计

软件中主要解决多机轮发发送的问题，在主机显示界面对应显示。每个从机发送数据都设有标志位，主机检查标志位来确定是几号机采集的数据，在显示到对应的界面位置，比起地址的设定要简单许多。

5 实验应用

在试验应用工程中，综合应用成本比较低。在安装过程中灵活方便，在一些已经建好的仓库中，可以容易的克服环境对安装带来的阻碍，根据需要随意安装监测点，并且不需要考虑电缆的排布等繁琐事务，大大缩短了安装周期，节约成本。还可以根据需要随时增加或撤去监测点，容易回收再利用。另外它可以根据需要在很短的时间内更新检测的环境参数，根据管理仓库的大小可以带软件中设定NRF的传输距离，相比人工检测实时性能比较好。在日常检修和维护方面也节省了许多成本，综合以上优点，在未来的发展中会有很好的前景。

6 结论

相比传统的布线式温度检测数据传输，无线传输技术具有方便、灵活、综合成本低等优点。但也存在一些缺点。例保密性差，抗干扰性差，因此在不同的环境中要慎重考虑选用。

参考文献：

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