【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方案時(shí)，必須首先選擇好被測(cè)參數(shù)的測(cè)量元件，它是影響控制系統(tǒng)精度的重要因素之一。選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是微型機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部件之一。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇一方面要與控制算法匹配，另一方面要根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際情況確定。 選擇輸入/輸出通道及外圍設(shè)備。選擇時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：被控對(duì)象參數(shù)的數(shù)量；各輸入/輸出通道是串行操作還是并行操作；各通道數(shù)據(jù)的傳遞速率；各通道數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)及選擇位數(shù)；對(duì)顯示、打印有何要求；畫出整個(gè)系統(tǒng)流程圖和原理圖。單片機(jī)控制部分本系統(tǒng)是單片機(jī)在系統(tǒng)檢測(cè)以及工程控制方面的應(yīng)用，其特點(diǎn)是體積小，成本低，功能強(qiáng)，功耗低，是微機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品化的最佳機(jī)種之一，它已廣泛地應(yīng)用在產(chǎn)品智能化和工業(yè)自動(dòng)化上。而把單片機(jī)面向工控領(lǐng)域?qū)ο?，嵌入到工控?yīng)用系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計(jì)算機(jī)稱之為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般分為四種:工控機(jī)，通用CPU模塊，嵌入式微機(jī)處理，單片機(jī)。嵌入式系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)面對(duì)控制對(duì)象。如傳感信號(hào)輸入、人機(jī)交互操作,伺服驅(qū)動(dòng)等。(2)嵌入到工控應(yīng)用系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)形態(tài)。(3)能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中可靠運(yùn)行的品質(zhì)。(4)突出控制功能。如對(duì)外部信息的捕捉、對(duì)控制對(duì)象實(shí)時(shí)控制和有突出控制功能的指令系統(tǒng)(I/O控制、位操作和轉(zhuǎn)移指令等)。單片機(jī)信號(hào)分析處理溫度傳感模塊濕度傳感模塊氣壓傳感模塊無(wú)線傳輸模塊通信控制機(jī)pc單片機(jī)有惟一的專門為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，最能滿足嵌入式應(yīng)用要求。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，能滿足面對(duì)控制對(duì)象、應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場(chǎng)的可靠運(yùn)行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。總體框架分析：數(shù)據(jù)的的無(wú)線傳輸采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片nRF905來(lái)設(shè)計(jì)。每個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)有一個(gè)單片機(jī)控制信號(hào)的采集并控制nRF905進(jìn)行信號(hào)的傳輸。通信控制機(jī)框圖設(shè)計(jì)：AT89S52鍵盤RS232nRF905DS1302時(shí)鐘模塊LCD模式1:該通信控制機(jī)實(shí)現(xiàn)各個(gè)子收集系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)無(wú)線傳輸模塊把從數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收進(jìn)來(lái)，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)的上位機(jī)部分進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析。鍵盤的功能可以選擇相關(guān)功能，如啟用溫度傳輸模式、氣壓傳輸模式、濕度傳輸模式，以及數(shù)據(jù)的顯示功能。LCD顯示相關(guān)功能的菜單。模式2： 通過(guò)該通信控制機(jī)，直接把從子收集系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)直接顯示在LCD上，通過(guò)鍵盤進(jìn)行相關(guān)功能的選擇。數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)框圖各數(shù)據(jù)采集模塊AT89S52nRF905RS232LCD和鍵盤傳感器信號(hào)采集設(shè)計(jì)與分析：1）溫度傳感器：本系統(tǒng)采用數(shù)字式的溫度傳感器DS18B20，DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。2）濕度傳感器：本系統(tǒng)采用數(shù)字式的濕度傳感器DHT11。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在即為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為給類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。3）氣壓傳感器： （ADC）集成于一體的數(shù)字氣壓傳感器模塊。該產(chǎn)品支持SPI和I2C總線傳輸協(xié)議，可與任何微處理器匹配工作。用戶可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)換速度和功耗在軟件中選擇不同的工作模式。傳感器的輸出電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)24位ADC轉(zhuǎn)換后輸出的數(shù)字信號(hào)可讀出準(zhǔn)確的壓力值和溫度值。在不需要額外傳感器的同時(shí)，該產(chǎn)品能同時(shí)測(cè)量絕對(duì)海拔高度或者相對(duì)高度，高度分辨率可高達(dá)20cm。 該模塊將傳感器采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器后輸出24位的數(shù)字信號(hào)可直接與微處理器通信，便于集成，相對(duì)于以前的模擬信號(hào)輸出的產(chǎn)品，減少了信號(hào)放大等電路，同時(shí)也節(jié)省了標(biāo)定環(huán)節(jié)的時(shí)間和資金。BP5607小體積（），低功耗，高精度，高分辨率，響應(yīng)時(shí)間快，可應(yīng)用于手持儀表、氣壓計(jì)、高度計(jì)、防盜系統(tǒng)、移動(dòng)電話、GPS等領(lǐng)域。無(wú)線傳輸部分分析： 本系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸芯片nRF905進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸。nRF905可以自動(dòng)完成處理字頭和CRC（循環(huán)冗余碼校驗(yàn)）的工作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA。 nRF905單片無(wú)線收發(fā)器工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。Shock Burst工作模式的特點(diǎn)是自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和CRC，可以很容易通過(guò)SPI接口進(jìn)行編程配置。nRF905采用Nordic公司的VLSI Shock Burst技術(shù)。Shock Burst技術(shù)使nRF905能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸，而不需要昂貴的高速M(fèi)CU來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理/時(shí)鐘覆蓋。通過(guò)將與RF協(xié)議有關(guān)的高速信號(hào)處理放到芯片內(nèi)，nRF905提供給應(yīng)用的微控制器一個(gè)SPI接口，速率由微控制器自己設(shè)定的接口速度決定。nRF905通過(guò)Shock Burst工作模式在RF以最大速率進(jìn)行連接時(shí)降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度來(lái)降低在應(yīng)用中的平均電流消耗。在Shock Burst RX模式中，地址匹配AM和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DR信號(hào)通知MCU一個(gè)有效的地址和數(shù)據(jù)包已經(jīng)各自接收完成。在Shock Burst TX模式中，nRF905自動(dòng)產(chǎn)生