串行通信模塊 - 基于nRF24L01的無線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)汁

　　2.3 串行通信模塊

　　主機(jī)單片機(jī)接收到nRF24L01的數(shù)據(jù)后，經(jīng)MAX232電平轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序下載與升級(jí)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)（上位機(jī)）的通信，以便將顯示數(shù)據(jù)信息通過此電路傳送到PC機(jī)，并存PC機(jī)上顯示，其串行通信電路如圖6所示。

　　圖6 MAX232CPE與PC的串口通信電路

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 下位機(jī)軟件

　　本系統(tǒng)使用C語言編程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求確定系統(tǒng)程序的完整結(jié)構(gòu)，盡可能采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，將任務(wù)劃分為相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，明確各模塊的功能、時(shí)間順序和相互關(guān)系，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可以分為幾個(gè)部分，首先是各個(gè)模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序編寫，而后是系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，最后再編寫上位機(jī)的系統(tǒng)程序。

　　主程序是控制和管理的核心，系統(tǒng)上電后，首先進(jìn)行初始化，系統(tǒng)開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，再進(jìn)行溫、濕度的監(jiān)測(cè)與處理等操作。

　　3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)上位機(jī)能完成的功能有顯示串口號(hào)，提示串口是否已被成功打開；同時(shí)，上位機(jī)能夠與下位機(jī)同步顯示溫度，而且能夠?qū)崟r(shí)曲線顯示溫度；上位機(jī)能夠設(shè)置下限溫濕度和上限溫濕度，當(dāng)高于上限溫濕度或低于下限溫濕度時(shí)，還能夠報(bào)警。將主機(jī)單片機(jī)的控制電路串行接口與電腦串口經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換連接后，選擇正確的通信協(xié)議，設(shè)置好波特率，即可進(jìn)行通信。圖7所示是上位機(jī)操作界面圖。

　　圖7 上位機(jī)操作界面

　　上位機(jī)軟件可在PC機(jī)上通過VC6.0編寫，主要是對(duì)MSComm控件及CserialPort類進(jìn)行操作。

　　首先是串口設(shè)置。本系統(tǒng)利用的是CSERIALPORT類中的初始化函數(shù)InitPort （this，nport，nbtl，‘N’，8，1，m_dwCommEvents，512）。其巾nport為串口號(hào)，nbtl為波特率，可利用串口設(shè)置對(duì)話框中的串口號(hào)和波特率兩個(gè)組合框分別得到初始化函數(shù)中的nport和nbtl.

　　其次是對(duì)溫濕度上下限的設(shè)置?？衫肅SERIALPORT類中的啟動(dòng)串口監(jiān)測(cè)進(jìn)程函數(shù)Start Monitoring、發(fā)送字符串函數(shù)WriteToPort以及關(guān)閉串口進(jìn)程StopMonitoring來進(jìn)行溫度上下限的設(shè)置，其信息通過這些函數(shù)發(fā)送到串口，單片機(jī)從RS232上收到數(shù)據(jù)后，與自身的溫度相比較，再進(jìn)行相應(yīng)的處理。

　　第三是曲線顯示。動(dòng)態(tài)曲線顯示可利用CHistogram類中的SetRange（200，400），SetPos（temp）函數(shù)，SetRange設(shè)置上下極限值，SetPos是在圖上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，temp是從單片機(jī)傳來的溫濕度數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，具體的移動(dòng)曲線可由CHistogram類中函數(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　4 結(jié)論

　　經(jīng)測(cè)試，在發(fā)射接收模塊沒加天線的情況下，無線發(fā)射接收模塊在大多數(shù)情況下的數(shù)據(jù)傳輸距離在200 m左右，發(fā)射頭發(fā)射功率、接收頭接收靈敏度等因素可能會(huì)影響傳輸距離，若外加天線，則會(huì)大大增加傳輸距離。另外，在調(diào)試過程中，振蕩電阻必須匹配，否則接收距離會(huì)變短甚至無法接收。

　　本系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)由單片機(jī)采樣，基于DHT11的數(shù)字溫濕度傳感器構(gòu)成的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、電路簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。然后利用單片機(jī)與PC機(jī)的通信可將數(shù)據(jù)送到PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、后期處理與顯示。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大、顯示直觀、界面友好、性價(jià)比高，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖及智能家居等諸多領(lǐng)域。