基于无线传感器网络的烟雾检测系统设计与实现.doc

摘要：现代社会中家用电器数量突飞猛进，随着各种电器设备的功率在不断的加大，火灾的发生次数也越来越多。日益危及到人身安全。因此火灾烟雾检测越来越被人类重视，火灾报警器也随之被广泛应用于各种场合。

目前有些设计能够实现火灾烟雾检测，但材料成本高是其最大的不足。火灾烟雾检测的系统必须灵敏而且低功耗。因此有必要设计低功耗的无线烟雾检测系统。本文提出一种采用MCUSTC89C51RC 通过MQ-2烟雾传感器实现烟雾的相关参数检测系统。使用NRF2401编写简单的通信协议即可实现方便高效的数据传输。通过相关测试，本系统实现了对烟雾数据的实时检测和监控，并可以在主机上进行实时的终端节点烟雾数据显示。

关键字  STC89C51RC；无线传输；NRF24L01；MQ-2模块

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1论文研究来源、目的和意义-1

1.1.1论文研究来源-1

1.1.2论文研究目的和意义-1

1.2烟雾报警器的国内外现状及发展趋势-1

1.2.1烟雾报警器的发展现状-1

1.2.2烟雾报警器的发展趋势-2

1.3课题研究主要内容-3

2系统总体设计-4

2.1无线烟雾报警系统的组成与功能-4

2.2系统的工作原理-4

3系统硬件设计-5

3.1单片机的模块-5

3.1.1 MCU的选择-5

3.1.2 SCT89C51MCU的介绍-5

3.1.3 MCU控制模块-7

3.2 NRF24L01无线模块-8

3.2.1 NRF24L01芯片概述-8

3.2.2引脚功能及描述-8

3.2.3工作模式-9

3.2.4工作原理-9

3.2.5配置字-10

3.3烟雾传感器模块-10

3.3.1烟雾传感器介绍-10

3.3.2烟雾传感器的选定-12

3.3.3 MQ-2型烟雾传感器的工作原理-12

3.4显示模块-13

3.4.1液晶显示器LCD1602-13

3.4.2液晶显示器LCD接口-14

3.4.3显示数据存储器（DDRAM）-14

3.4.4 LCD显示模块的基本操作-14

3.4.5 MCU与LCD1602的硬件连接-15

3.5电源电路模块-16

3.6电路板设计模块-16

3.6.1终端设备原理图-16

3.6.2中心主站原理图-17

3.6.3系统PCB图-18

4系统软件设计-19

4.1中心主站软件设计-19

4.1.1主程序设计-19

4.1.2 SPI接口软件的设计-20

4.1.3 NRF24L01软件的设计-20

4.1.4 LCD1602软件设计-20

4.2终端设备软件设计-21

4.2.1主程序设计-21

4.2.2烟雾采集程序设计-22

5硬件电路测试-24

5.1硬件中心主站-24

5.2硬件终端设备-24

5.3硬件工作流程-25

5.4硬件电路检测结果-25

总结-26

致谢-27

参考文献-28

附录-29