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，准确方便地测量温湿度变得至关重要。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。
一、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，其温度采集电路如图 1 所示。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 20 m 以上；当连接线长度短于 20 m 时应使用 5 kΩ 上拉电阻，大于 20 m 时应根据情况使用合适的上拉电阻。
图 1 温湿度采集电路
二、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 的电路原理如图 2 所示。
图 2 nRF24L01 电路原理
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 3 所示是 nRF24L01 与单片机连接时的电路。
表 1 nRF24L01 管脚功能
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 直流电源直接对无线发射接收模块供电：5 V 电源经 AMS1117-3.3 芯片转换后可得到稳定的直流电源，其电源转换电路如图 4 所示。
图 3 nRF24L01 与单片机连接电路
图 4 电源转换电路