原标题：无线温湿度测试系统电路设计方案

　　在当今的工农业生产中，需要进行温湿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。传统的有线测温方式存在着布线复杂，线路容易老化，线路故障难以排查，设备重新布局要重新布线等问题。特别是在有线网络不通畅或由于现场环境因素的限制而不便架设线路的情况下，给温湿度的数据采集带来了很大的麻烦。要想监测到实时的温湿度数据，就必须采用无线传输的方式对数据进行采集、发送、接收并对无线采集来的数据通过上位机进行处理，以控制并监测设备的运行情况，减少不必要的线路设备开支。

　　温湿度采集电路设计

　　DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该传感器应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。图2所示为其温度采集电路。DHT11传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，可与高性能8位单片机相连接。校准系数以程序的形式储存在OTP 内存中，传感器内部在检测信号的过程中可调用这些校准系数。单线制串行接口可使系统集成变得简易而快捷，而且信号传输距离可达20m 以上。当连接线长度短于20m 时，应使用5kΩ上拉电阻，大于20m 时，应根据情况使用合适的上拉电阻。

　　无线发射、接收电路设计

　　nRF24L01是NORDIC 公司生产的一款无线通信芯片，采用FSK 调制方式，内部集成有NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2 Mb/s.NORDIC 无线发射、接收芯片nRF24L01的电路原理图如图3所示。

　　nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4~2.5 GHz 的ISM 频段，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，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01芯片的能耗非常低，以-5 dBm 的功率发射时，工作电流只有10.5 mA，接收时的工作电流只有18 mA，它具有多种低功率工作模式，节能环保，设计方便。nRF24L01无线收发模块的各管脚功能如表1所列，图4所示是nRF24L01与单片机连接时的电路图。

　　本无线发射接收模块需要的电源为1.9~3.6 V，本系统中采用3.3 V 直流电源来直接对无线发射接收模块供电，5 V 电源经。ASM1117-3.3芯片转换后可得到稳定的直流电源，其电源转换电路如图5所示。

　　串行通信模块

　　主机单片机接收到nRF24L01的数据后，经MAX232电平转换可实现单片机程序下载与升级，同时可实现单片机与PC 机(上位机)的通信，以便将显示数据信息通过此电路传送到PC 机，并存PC 机上显示，其串行通信电路如图6所示。

　　本文提出了一种针对无线数据传输问题的解决方案，该方案基于nRF24L01来设计无线温度采集系统。该系统采用低功耗、高性能单片机STC12C5A08S2和温湿度传感器DHT11来构成多点、实时温湿度监测系统，最后在PC 机上完成配置、显示和报警等功能。该系统使用方便，扩展十分容易，可广泛应用于各种工农业生产和养殖等场合。

　　nRF24L01

　　nRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。

　　简介编辑

　　输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI 接口进行设置。几乎可以连接到各种单片机芯片，并完成无线数据传送工作。

　　极低的电流消耗：当工作在发射模式下发射功率为0dBm 时电流消耗为11.3mA ，接收模式时为12.3mA，掉电模式和待机模式下电流消耗更低。

　　应用领域

　　● 无线鼠标 键盘 游戏机操纵杆

　　● 无线门禁

　　● 无线数据通讯

　　● 安防系统

　　● 遥控装置

　　● 遥感勘测

　　● 智能运动设备

　　● 工业传感器

　　● 玩具

　　性能参数

　　◆ 小体积，QFN20 4x4mm封装

　　◆ 宽电压工作范围，1.9V~3.6V，输入引脚可承受5V电压输入

　　◆ 工作温度范围，-40℃～+80℃

　　◆ 工作频率范围，2.400GHz～2.525GHz

　　◆ 发射功率可选择为0dBm、-6dBm、-12dBm和-18dBm

　　◆ 数据传输速率支持1Mbps、2Mbps [1]

　　◆ 低功耗设计，接收时工作电流12.3mA，0dBm功率发射时11.3mA，掉电模式时仅为900nA

　　◆ 126个通讯通道，6个数据通道，满足多点通讯和调频需要

　　◆ 增强型“ShockBurst”工作模式，硬件的CRC校验和点对多点的地址控制

　　◆ 数据包每次可传输1～32Byte的数据

　　◆ 4线SPI通讯端口，通讯速率最高可达8Mbps，适合与各种MCU连接，编程简单

　　◆ 可通过软件设置工作频率、通讯地址、传输速率和数据包长度

　　◆ MCU可通过IRQ引脚块判断是否完成数据接收和数据发送

　　引脚定义

　　nRF24L01引脚定义

　　接线图

　　nRF24L01与5V单片机的连接通过SPI接口进行通讯。

　　兼容性

　　nRF24L01 可以兼容nRF2401A、nRF24L01+、nRF24LE1、nRF24LU1等无线模块。

　　nRF24L01+

　　nRF24L01+(或称nRF24L01P)是nRF24L01的低功耗优化版，同时增加了250Kbps通讯速率的支持。nRF24L01与nRF24L01+之间可互用代码(除极少部分需要修改外)和互相通讯。

　　nRF2401A

　　nRF2401A与nRF24L01和nRF24L01+之间可完成相互通讯，前提是它们之间必须工作在相同的工作模式下。比如工作频率、传输速率、地址、数据包长度和CRC校验方式。

　　nRF24LE1

　　nRF24LE1、nRF24LU1也可以同nRF24L01之间完成通讯。通讯建立条件同nRF2401A。