【正文】 delay(1)。 } CSN=1。i++) { SpiWrite(nRF905_TxRxBuf[i])。 ) if (DR==1) { DR=0。 TRX_CE=1。 // Write config mand 寫放配置命 令 for (i=0。 // Init DR for input AM=1。 if (MISO) //讀 取最高位，保存至最末尾，通過左移位完成整個(gè)字節(jié) { DATA_BUF|=BYTE_BIT0。 } SCK=1。i80。BYTE_BIT7) != 0) define DATA0 ((DATA_BUFamp。 DS18B20_mDelay(10)。 BCD4 = 1。 } //得到真實(shí)十進(jìn)制溫度值，因?yàn)? DQ18B20 tt=temp*。 //發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令 WriteByte_Temp(0xcc)。 //初始化 DQ18B20 DS18B20_Delay(1)。while(i0)i。j++) { testb=datamp。 本文具體的研究工作主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 ： (1)比較分析了常用短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)，得出 將射頻 技術(shù) 應(yīng)用 在溫室環(huán)境測控系統(tǒng)中 的方案是 可行 的 ； (2)研究了基于 射頻 模塊 nRF905 的溫室溫度測控系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)硬件原理圖、以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)； (3)DS18B20 單總線數(shù)字式溫度傳感器的使用，簡化了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，且測溫更加準(zhǔn)確； (4)采用基于 射頻 技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以有效提高數(shù)據(jù) 傳輸 的 安全性和抗干擾能力； (5)采用常用的 51 系列單片機(jī) STC89C52 作為微處理器，簡單實(shí)用，便于推廣； (6)系統(tǒng)通用性強(qiáng)，可用于果蔬儲(chǔ)藏保鮮、畜舍、冷庫、糧庫、生產(chǎn)車間等測控領(lǐng)域 。 測試中注意問題以及測試方法 在測試中藥選擇不同的地形地貌，距離遠(yuǎn)近，不同環(huán)境的溫室，多點(diǎn)測試，各種天氣下的測試以及有無遮擋物等情況下的測試，另外還需多測幾組數(shù)據(jù)使得實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)。將接受端拿出實(shí)驗(yàn)室，關(guān)上門，進(jìn)行無線的穿透測試，發(fā)現(xiàn)溫度依然不變 。 開始 設(shè)置為接受模式 有無同頻載波 地址是否正確 至高 AM 接受數(shù)據(jù) Y Y N N 本章小 結(jié) 本章主要研究了基于 射頻 模塊 nRF905 的溫室溫度測控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括 溫度信號(hào)采集模塊、 無線傳輸模塊 的程序設(shè)計(jì) 。當(dāng)所有數(shù)據(jù)傳送完畢后， NRF905 將 DR 和 AM 信號(hào)置低。 nRF905發(fā)送流程程序設(shè)計(jì) nRF905 設(shè)置為待機(jī)模式， MCU 準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)要發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，通過 SPI 口將目的節(jié)點(diǎn)的地址信息和有效數(shù)據(jù)信息傳送到 nRF905 的發(fā)送寄存器中， MCU 設(shè)置 TRX_CE 和 TX_EN 為高來激活 nRF905 的發(fā)送模式。溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行， DS18B20 保持等待狀態(tài)。 (4)Search ROM(搜索 ROM)[F0H]：允許總線控制器用排除法識(shí)別總線上的所有從器件的 64 位編碼。因此， DS18B20 測溫軟件的編寫，需要嚴(yán)格遵循單總線協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。單總線通常要求外接一個(gè)大約 的上拉電阻，這樣，當(dāng)總線閑置時(shí) ，其狀態(tài)為高電平。 RX Mode: ； (9)標(biāo)準(zhǔn) DIP 間距接口，便于嵌入式應(yīng)用 ； 2. nRF905 接口電路管腳說明 nRF905 接口電路管腳說明 如 下 表 21 所示。配置寄存器為高速暫存存儲(chǔ)器中的第五個(gè)字節(jié) ,DS18B20 在工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)精度的數(shù)值 。 控制端的微控制器 STC89C52通過 nRF905以無線方式采集溫室內(nèi)的溫度信號(hào)，通過液晶顯示器 LCD1602顯示采集溫度值，并與預(yù)先設(shè)置的溫度上下限進(jìn)行比較，當(dāng)溫度低于設(shè)置的溫度下限時(shí)，蜂鳴器報(bào)警同時(shí)加熱器加熱，直至溫度升到設(shè)定的溫度范圍內(nèi)， 繼電器控制 關(guān)閉加熱器，停止加熱；當(dāng)溫度高于設(shè)置的溫度上限時(shí)，蜂鳴器報(bào)警同時(shí)控制通風(fēng)窗 運(yùn)行，使溫室 降溫，直至溫度降至設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，控 制繼電器關(guān)閉通風(fēng)窗，停止通風(fēng)。目前，很多公司推出了這種類型的單片無線收發(fā)芯片，其中比較典型的是 Nordic 公司推出的 nRF 系列芯片，如 nRF905。其數(shù)據(jù)通信采用簡化的 IEEE 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；語音通信部分采用數(shù)字增強(qiáng)型無線電話 (Digital Enhanced Cordless Telephony,DECT)標(biāo)準(zhǔn) ,使用時(shí)分多址 (Time Division Multiple Access,TDMA)技術(shù)。 IrDA設(shè)備使用發(fā)光二極管發(fā)送信號(hào)，波長范圍 875nm。但是， 技術(shù)在體積、功耗和成本上無法與藍(lán)牙相比，因而目前除了作為網(wǎng)絡(luò)接入之外，在 其它 對(duì)低功耗、低成本等要求高的領(lǐng)域和設(shè)備上的應(yīng)用還很少，比如移動(dòng)電話和 PDA。杜尚豐等總結(jié)了國內(nèi)溫室控制硬件的發(fā)展情況 [9]；徐津等研究了 CAN 總線溫室智能控制器的開發(fā)[10]；王定成等研究了 基于 USB 的溫室環(huán)境便攜式數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì) [11]；孫忠富、陳建恩等對(duì)無線傳輸?shù)目刂葡到y(tǒng)進(jìn)行了研究 [12,13]。同時(shí)，為了科學(xué)合理地實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)檢測，檢測裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)置不僅數(shù)量大而且分布廣，有線傳輸導(dǎo)致溫室建造、安裝、維護(hù)復(fù)雜、工作量大；設(shè)施擴(kuò)建更新困難；農(nóng)業(yè)機(jī)器人等移動(dòng)作業(yè)設(shè)施的應(yīng)用受到限制；為此，在溫室中應(yīng)用基于無線技術(shù)的傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將有助于解決有線系統(tǒng)的局限性 [13]。 系統(tǒng)通用性強(qiáng) ,可用于果蔬儲(chǔ)藏保鮮、畜舍、冷庫、糧庫、生產(chǎn)車間等環(huán)境 控制領(lǐng)域。 作物在生命周期中的一切生物化學(xué)作用，都必須在一定的溫度條件下進(jìn)行 ，也就是說， 溫度是影響作物生長發(fā)育最重要的因素。 推廣和使用低成本、高可靠的溫室測控系統(tǒng)是溫室生產(chǎn)走向工業(yè)化、自動(dòng)化和高效化的必由之路，而溫室內(nèi)環(huán)境的綜合控制是實(shí)現(xiàn)溫室生產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。 國 內(nèi) 外溫室溫度 研究現(xiàn)狀 溫室環(huán)境控制技術(shù)是隨自動(dòng)化檢測技術(shù)、過程控制技術(shù)、通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。 只支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，傳輸速率最高可達(dá) 11Mbps，并且可根據(jù)環(huán)境中的射頻狀況，在 11Mbps、 Mbps、 2 Mbps 和 1Mbps 之間切換，傳輸距離高達(dá) 300m。藍(lán)牙的傳輸距離在 1m 到 10m 之間，增加發(fā)射功率或配置專用的放大器后可使傳輸距離達(dá)到 100m。首先 IrDA 是一種視距傳輸技術(shù)，通信設(shè)備中間不能有任何阻擋物，通信設(shè)備的位置也需要相對(duì)固定，不適宜用于移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸；其次 ,IrDA只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線通信，不能完成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無線通信； IrDA 設(shè)備的核心器件 紅外LED 容易損壞，因而設(shè)備壽命有限。一般射頻芯片采用 FSK 調(diào)制方式，工作于 ISM 頻段，一些必要的外圍模塊都已經(jīng)集成在芯片內(nèi)部，并且提供了簡單透明的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議或使用簡單的加密協(xié)議，用戶不用對(duì)無線通信原理和工作機(jī)制有較深的了 解，只要依據(jù)芯片提供的操作接口進(jìn)行操作即可實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)無線傳輸功能。 第二章 基于 nRF905 的溫室溫度測控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn) 作物在生命周期中的一切生物化學(xué)作用，都必須在一定的溫度條件下進(jìn)行 ，也就是說， 溫度是影響作物生長發(fā)育最重要的因素。 ℃ ； (6)可編程分辨率為 9 到 12 位，對(duì)應(yīng)的可 分辨溫度為 ℃ ,℃ ,℃和 ℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫 ； (7)在 9 位分辨率時(shí)，最多在 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字； 12 位分辨率時(shí)，最多在750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字 ； (8)測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時(shí)傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 ； (9)負(fù)壓特性，電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作 ； 2. DS18B20 的工作原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 22 所示 ,主要由 4 部分組成： 64 位 ROM、溫度敏感元件、非 易失性溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 STC89C52 的主要性能參數(shù)： (1)STC89C52 支持在線可編程 (ISP)寫入技術(shù) ,改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離，串行寫入、速度更快、穩(wěn)定性更好； (2)工作頻率 范圍： 0～ 40MHz。F 的電解電容用來支撐輸出電壓， 104 獨(dú)石電容用來旁路高頻干擾；在 PCB 布線時(shí)輸入、輸出端的電容盡量靠近穩(wěn)壓模塊。Vision2 開發(fā)環(huán)境下，采用 C 語言編寫。 (1)Read ROM(讀 ROM)[33H]：允許總線主機(jī)讀 DS18B20 的 8 位產(chǎn)品系列編碼 、 唯一的 48 位序列號(hào) 、 8 位的 CRC。 (2)Read Scratchpad(讀暫存存儲(chǔ)器 )[BEH]：讀取暫存器的內(nèi)容，讀取數(shù)據(jù)將從字節(jié) 0開始，字節(jié) 8(CRC)結(jié)束，可以在任何時(shí)間發(fā)出復(fù)位命令中止讀取。 當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以 2 字節(jié)補(bǔ)碼形式存放在高速暫存存儲(chǔ)器的第 0 和第 1 字節(jié)，單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，低位在前，高位在后。 nRF905 發(fā)送程序清單見附 錄 2。當(dāng)發(fā)送結(jié)束后，新的模式才被激活?，F(xiàn)在將接收端和發(fā)送端的電源打開，在接受端觀察結(jié)果。接著將 接收端遠(yuǎn)離發(fā)送端，并在兩者之間放一些阻擋物，發(fā)現(xiàn)隨著距離的增加，測量的溫度依然正確，但當(dāng)距離遠(yuǎn)到 約 150 米時(shí)候，從 LCD 上觀察到，數(shù)值并不準(zhǔn)確了。 使用串口調(diào)試助手與單片機(jī)通訊，觀察單片機(jī)與串口之間傳輸數(shù)據(jù)正確否。 bit testb。i++。 i++。 Change_Temp()。 temp=8。 } /******************************************************************/ //溫度顯示函數(shù) void DisplayTemperture(uint temp) { P0=Code[temp/100%10]。 BCD3 = 1。 BCD1 = 1。 //nRF905 寄存器配置 // unsigned char idata RFConf[11]= { 0x00, //配置命令 // 0x4c, //CH_NO,配置頻段在 423MHZ 0x0C, //輸出功率為 10db,不重發(fā)，節(jié)電為正常模式 0x44, //地址寬度設(shè)置，為 4 字節(jié) 0x04,0x04, //接收發(fā)送有效數(shù)據(jù)長度為 32 字節(jié) 0xCC,0xCC,0xCC,0x00, //接收地址 0x58, //CRC 充許， 8 位 CRC 校驗(yàn)，外部時(shí)鐘信號(hào)不使能， 16M 晶振 }。i8。j8。 } //初始化 nRF905 狀態(tài) // void nRF905_Init(void) { CSN=1。 // set radio in Rx mode } //\nRF905 初始化寄存器 // void nRF905_Config(void) { uchar i。 TXEN=1。 } } //判斷是否接收數(shù)據(jù) // unsigned char nRF905_CheckDR(void) //檢查是否有新數(shù)據(jù)傳入 Data Ready { DR=1。 SpiWrite(WTP)。 // Write address mand for (i=0。 // Set TRX_CE low } //數(shù)據(jù)發(fā)送 /