基于nrf24L01及单总线技术的多点无线温度测量电路的上位机设计开题报告

1. 研究目的与意义

二十一世纪以来，我国经济进入了高速发展阶段，科学技术也随之迅速发展。现如今，移动通信技术被运用于各个领域。无线通信作为当今新型技术的主要代表之一，与有线通信相比较，在各个方面有了不同程度提升。它可以减少传输媒介的使用，抗干扰能力也更强，不仅不受外界因素的限制，而且它的传输功能也具有多元化的特点。正因为如此，众多国家早已将无线通信技术作为自己国家的发展战略。在国外，商用型的无线通信技术使用最多，其中无线接入技术和蜂窝电话是最主要的。而国内最主要的是中国电信、中国联通、中国移动这三大无线运营商所提供的2g、3g、4g、5g、通信服务。从无线网络点所覆盖的范围和无线通信技术的传输速度来说，国外对于无线通信技术的使用情况明显比我国更好，这是因为中国这方面的技术还处于起步阶段，用户的数量还在不断的增加，同时我国所掌握的无线通信技术和外国比起来还是有不少差距，所以在将来的发展路程中，我国对于无线通信技术的发展和研究，还是要将加强技术的自主研发工作作为重中之重，并且还要扩展无线通信技术的应用范围，以此来提高我国城市与乡村居民无线网络的使用率和覆盖范围。

本课题的研究方向是温度，温度是一种最基本的环境参数，人们的生活环境与温度息息相关，冰箱、空调器、粮仓等日常生活都离不开温度的测量和控制。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义，测量温度的关键是温度传感器，传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。基于集成电路的飞速发展和新型温度传感器的不断出现，智能式温度计也随之出现。为了实现远程温度智能检测的应用需求，还需要研制带有无线收发功能的上位机与下位机系统。nrf24l01是一个高速2.4g无线收发模块，因传输速度按快、功耗低、体积小、成本低等一系列优点得以广泛应用。

课题采用的是fpga（field programmable gate array）是在pal、gal等可编程器件的基础上进一步发展的产物品。fpga作为一种高效、专业、低廉、高稳定性的数据 处理解决方案，在工业控制、网络安全、视频监控、广 播电视以及汽车电子等方面有着广泛的应用。fpga在使用方面存在诸多的优势。首先，其超越了 dsp的运算能力，其运算模式非顺序执行,可在每个处理 周期中完成更多的运算任务。bdti公司是一家从事分析与基准测试的公司，其发布的报告显示，fpga的处理方案和dsp相比更具经济性，可以节省2倍以上的成本支出。fpga提供了更为快速的响应时间和专业化的功能，这是因为其在硬件层面控制输入与输出，用户再也不用 通过自己定制asic设计从而浪费较长的时间，其想法可以通过硬件完成实验，因此更具灵活性。

2. 研究内容与预期目标

3. 研究方法与步骤

本课题以理论与实践相结合的研究方法展开。一方面运用自己的电路知识去分析并且搭建无线数据传输电路，再者通过学习verilog hdl语言、fpga的软硬件的开发环境quartusii来编写自所需要的控制程序，然后进行仿真测试，接着运用到自己焊接的电路板进行测试，来检验程序的不足之处并且进行改正，最后完成对课题的研究。

步骤：

1、查阅与课题相关的文献资料，学习课题相关知识，研究研究多点无线温度测量的的基本原理、无线控制方式及相关技术的发展状况。

4. 参考文献

[1] 王金明.数字系统设计与verilog hdl.第7版[m].电子工业出版社,2019.

[2] 蔡泽利,谭振江.物联网智能无线节点自动监控数据采集系统设计[j].现代电子技术,2018(4):183-186.

[3] 刘晓东,吴佳琪,黄旭等.基于fpga的多功能数据采集系统设计[j].传感器与微系统,2017(7):96-99.

5. 工作计划

1. 第1-3周 查阅相关文献资料，研究多点无线温度测量的的基本原理、无线控制方式及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告。

3. 第4-5周 学习verilog hdl语言、fpga的软硬件的开发环境quartusⅡ等。

4. 第6-7周 设计并制作整体硬件电路。