基于无线通信的单片机远程数据采集系统的设计

摘    要

今天我们已经进入了一个无线技术无所不在的时代。在家中，使用便利的无线电话；出门在外使用手机与远方的亲人通话、发短消息；开车，6PS系统为我们导航指路；工作，使用无线网卡可以随时随地地进行网上办公等等。随着技术的进步，无线通信和无线网络将迅速地向我们同常生活中的各个方面扩展，不久的将来我们大部分的电子产品都将是无线并可随时在线的，一个无线社会很快就将成为现实，并将深刻改变人们的生活方式。

在许多测控现场中，‘传统的数据通信是通过有线电缆实现的。随着射频技术、集成电路的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速率也越来越快，抗干扰能力也越来越强，加之短距离无线数据传输技术成熟，功率小，功能简单，携带方便，开发简单快速，使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛的应用。

本文提出了一种基于无线模块nRF905的无线数据通信系统的总体设计方案和实现方法。系统采用高速度低功耗单片机ATmega16作为主芯片，nRF905作为无线收发模块，利用SPI口实现双向通信，SPl支持高速数据传输，从而满足了射频带宽的要求。nRF905提供了强大的跳频机制以及大量的频道支持，可以用在许多特殊的场合。由于采用较完善的软硬件设计和抗干扰措施，保证了系统工作的安全性和可靠性。本系统集数据采集、无线数据通信、串行通信于一体，可以很方便地实现点对点及点对多点无线数据通信，广泛应用于遥感、遥控、无线抄表、工业数据采集及家庭自动化等领域。

关键词：ATmega16、nRF905、DSl8820、无线通信

目    录

1 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2相关问题研究现状与发展趋势 2

1.3本文的主要工作 2

2 系统总体设计及器件选型 4

2.1硬件系统的设计 4

2.1.1器件的选用 4

2.1.2硬件功能模块的设计与实现 7

2.2系统软件设计与实现 12

2.2.1主机程序的设计 12

2.2.2从机程序设计 12

2.2.3 PC机串行通信及数据处理显示程序设计 12

3开发环境简介与分析 14

4数据采集功能模块的设计与实现 16

5无线通信功能模块的设计与实现 21

5.1 SPI接口软件的设计 21

5.2单片射频收发器nRF905 23

5.2.1芯片结构 23

5.2.2 工作模式 26

6 DS18B20温度传感器 29

6.1 DSl 8820的特点、结构及工作说明 29

6.2 DS18B20工作步骤 31

结  论 33

参考文献 34

附录一：原理图 35

附录二：实物图 36

附录三：程序清单 37

致   谢 57