目前，我國絕大多數的溫度監測系統都是傳統方式，主要有就地進行數據采集的方式和有線通信的實時溫度監測系統，前者測量方法單一，測量數據不連續且時效性差，后者缺少靈活性且適用環境有限。隨著信息通信與電子技術的迅猛發展，使得傳統的數據采集方式已不能滿足需求，嚴重地制約了現代化監測系統發展的進程。例如在監測區域環境復雜，且監測點的位置分布較分散的情況下，布線復雜而且慢，人力物力成本較大，不適合與控制中心進行有線通信。無線監測系統是無線技術發展至今最重要的應用之一，采用無線網絡可增強監測系統的靈活性和可擴充性，省去網絡布線的麻煩。

因此，本文嘗試研究一種無線溫度監測系統，此系統將無線收發模塊與單片機相結合，采用抗干擾能力強的射頻發射模塊及接收模塊實現無線通信，提高系統的可靠性。該監測系統具有結構簡單、使用方便、成本低、工作穩定可靠等優點。

1、無線傳感器節點硬件設計

1.1單片機選擇方案

無線傳感器節點要實現對溫度信息的采集、處理和無線傳輸。無線傳感器節點內的單片機對節點起管理、控制作用，并進行信號處理。在選擇單片機時，主要參考以下標準：首先，要求單片機的功耗要很小，由于它消耗的是節點中電池的電量，并且長期處在工作狀態，所以必須具有功耗低的特點。其次，要求單片機的價格適中，不能使成本太高。此外單片機的運行速度和程序存儲空間大小，對以后節點功能的擴展很重要。本無線傳感器節點采用STC12C5A60S2單片機去控制nRF24L01射頻芯片和DS18B20溫度傳感器，其硬件結構與功能模塊的對應關系如圖1所示。

圖1無線傳感器節點新一代STC12C5A60S2與傳統的MCS-51系列單片機指令完全兼容，具有高速、低功耗及抗干擾性能強等優點。該單片機擁有60K的程序存儲器和1280字節RAM，完全能滿足單片機系統的軟件設計要求;且該單片機是新一代單時鐘/機器周期（1T），其處理速度是傳統51單片機的8到12倍，便于以后進行功能擴展，例如：可以快速處理其所在節點的路由算法。故STC12C5A60S2單片機是構建本監測節點理想的選擇

1.2無線收發模塊

nRF24L01是一款工業級內置硬件鏈路層協議的低成本無線收發器。該器件工作于2。4 GHz全球開放ISM頻段，內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，可直接與單片機I/O連接。nRF24L01功耗低，以-6 dBm的功率發射時，工作電流僅9 mA;接收時，工作電流僅12。3 mA，多種低功率工作模式（掉電和空閑模式）更利于節能設計。與nRF24L01的SPI接口連接時，可以利用單片機硬件的SPI口，也可以用單片機I/O口進行模擬。該收發模塊內部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機。

1.3溫度采集芯片

DS18B20結構簡單，采用一根I/O數據線既可供電又可傳輸數據。在現場采集溫度數據時，將數據直接轉換成數字量輸出。測量溫度范圍為-55～125℃，在-10～85℃時精度為±0。5℃;可編程的分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0。5、0。25、0。125、0。062 5℃，可實現高精度測溫;在9位分辨率時最多在93。75 ms內把溫度轉換為數字，12位分辨率時最多在750 ms內把溫度值轉換為數字，速度很快;測量結果直接輸出數字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給處理器，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。