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《基于nrf401芯片的溫度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第25卷第2期齊齊哈爾大學學報Vol.25,No.22009年3月JournalofQiqiharUniversityMarch,2009基于nRF401芯片的溫度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計黃軍友（四川信息職業(yè)技術(shù)學院，四川廣元628017）摘要：介紹了基于nRF401芯片的溫度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。給出了無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件具體電路及通信協(xié)議的具體格式，上位機采用查詢的方式對多個測溫點進行查詢。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸速度快、可靠性高、功能易擴展等特點，適用于多種工業(yè)領域。關(guān)鍵詞：nRF401；數(shù)據(jù)采集；無線傳輸；DS1
2、8B20中圖分類號：TP212文獻標識碼：A文章編號：1007-984X(2009)02-0029-05隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機廣泛應用，數(shù)據(jù)采集和傳輸技術(shù)得到了長足的發(fā)展，應用領域越來[1]越廣泛。目前工業(yè)控制現(xiàn)場以有線網(wǎng)絡居多，但存在布線復雜、成本高等缺點?；趎RF401芯片的溫度無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設置方便，不需布線即可采集多點的數(shù)據(jù)，成本低，克服了有線網(wǎng)絡存在的缺點。1總體設計1.1設計思路無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集部分和無線發(fā)送與接收部分，系統(tǒng)設計思路是在接收到上位機的動作命令之后，溫度傳感器開
3、始檢測溫度，之后，直接將其轉(zhuǎn)變成串行的電信號，經(jīng)過單片機傳送給無線傳輸模塊的發(fā)送端；無線傳輸模塊的接收端接收到信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換之后通過串口傳給計算機。1.2設計原理系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。它由單片機、溫度傳感器、多用途無線收發(fā)模塊、電平轉(zhuǎn)換電路和計算機等部分組成。其工作原理是上位機每隔一秒查詢一次，下位機按ID號響應，通過溫度傳感器測量溫度值（16位帶符號位二進制數(shù)），把這16位碼分高低兩字節(jié)通過接在下位機串行輸出口的多功能無線傳輸模塊發(fā)送無線傳輸模塊溫度傳感器單片機無線傳輸模塊電平轉(zhuǎn)換電路電平轉(zhuǎn)換電路計算機．．
4、．．．．站點1：ID-01無線傳輸模塊溫度傳感器單片機上位機站點9：ID-09下位機圖1系統(tǒng)組成框圖收稿日期：2008-09-20作者簡介：黃軍友(1977-)，男，四川威遠人，講師，工程師，碩士，研究方向：電子與通信，Jdgcx_h@163.com?！?0·齊齊哈爾大學學報2009年給上位機。上位機通過連接在串行輸入口的無線傳輸模塊接收數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成十進制溫度數(shù)值并顯示。這就[2]完成了從數(shù)據(jù)采集、編碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)無線傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示等整個過程。1.3系統(tǒng)關(guān)鍵部件選擇1）溫度傳感器的選擇。數(shù)據(jù)采集電路主要是
5、測溫電路，測溫部分用數(shù)字集成溫度傳感器，系統(tǒng)選用DS18B20型號溫度傳感器。DS18B20是美國DALLAS公司生產(chǎn)的單線數(shù)字溫度傳感器，具有微型化、低功耗、[3]高性能、抗干擾能力強、易配微處理器等優(yōu)點。特別適合于多點溫度測控系統(tǒng)，可以直接將輸入信號轉(zhuǎn)化成為串行數(shù)字信號進行處理。由于傳送的是串行數(shù)據(jù)，放大器和A/D轉(zhuǎn)換器可以省去，這種測溫方式大大提高了測控系統(tǒng)的可靠性、降低了成本、縮小了體積。2）無線傳輸模塊的選擇。無線數(shù)據(jù)收發(fā)部分方案選擇的關(guān)鍵是無線傳輸模塊的選擇。由于無線收發(fā)芯片的種類和數(shù)量比較多，如何在
6、設計中選擇所需要的芯片非常關(guān)鍵。nRF401工作電壓為2.7～5.25V，可以直接接單片機串口使用，數(shù)據(jù)無需曼徹斯特編碼,效率高，最大輸出功率+10dBm，速率20kbit/s，需要外[4]接天線的數(shù)量1個，外圍元件約10個，故無線傳輸部分采用基于nRF401芯片的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。3）單片機的選擇。ATMEL公司推出的AT89系列的單片機具有明顯的優(yōu)點：1、和AT8051引腳相兼容；2、以EEPROM電可擦除和Flash技術(shù)為主導的儲存器；3、靜態(tài)時鐘方式；4、可反復進行應用系統(tǒng)試驗；5、[5]高標準的質(zhì)量檢測
7、。隨著集成技術(shù)的發(fā)展和用戶的不同需要，ATMEL公司先后推出不同檔次的單片機系列：AT89C51系列（標準型），AT89S51系列（高檔型）。在AT89S系列的高檔型中，AT89S52是本系列的增強型，和AT89S51相比較，增強型的存儲器容量擴大了一倍，增加了2個中斷源，16位定時/計數(shù)器，增加了一個功能極強的定時/計數(shù)器等，故本系統(tǒng)選用AT89S52。2系統(tǒng)硬件設計2.1下位機部分電路[6]無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集部分主要由溫度傳感器DS18B20、單片機AT89S52和nRF401組成。圖2所示為無線傳輸
8、模塊電路，圖3所示為DS18B20與單片機連接電路。VCCR41MKY2C11C1322pF4MHz22pFC84.7μFU6120XC1XC2219TXENVDDTXEN318PWRC3VSSPWR_UP417C75FILT1VSS163.3pFR6VCO1ANT1150μF61518KVCO2ANT2714C12VSSVSSC6L1813VDDVDD820pFR322
