【導(dǎo)讀】高效開展，因此準(zhǔn)確且實用的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有舉足輕重的作用。測量和無線傳輸。他是以MSP430F449單片機為控制單元，一溫度傳感器DS18B20. 度的遠程采集的完整系統(tǒng)。無線方式及射頻芯片的選擇....

　　

【正文】 2，地址 3 三個地址是為適應(yīng)無線傳輸方式時，當(dāng)主站與某一個下行模塊之間由于距離等因素不能直接通信，而采用中間模塊作為一級轉(zhuǎn)發(fā)的方式傳輸?shù)?。每個模塊兼具有數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)的功 能，本協(xié)議適應(yīng)的條件是主站與任何模塊之間至少存在直接通路或者通過至少一個轉(zhuǎn)發(fā)通路，中間只允許一級。在系統(tǒng)通信過程中，需要用到轉(zhuǎn)發(fā)地址時，應(yīng)遵循的轉(zhuǎn)發(fā)機制為：當(dāng)出現(xiàn)地址序列：地址 1（ ADR1）、 地址 2（ ADR2）、地址 3（ ADR3）。其中下行時 ADR1 為目標(biāo)地址， ADR2 為轉(zhuǎn)發(fā)地址或主站地址，ADR3 為主站地址；上行時 ADR1 為目標(biāo)地址， ADR2 為發(fā)送站地址。目的地址也可稱為接收站地址，主站地址稱為發(fā)送站地址。 目的地址符合模塊地址時，根據(jù)上行還是下行命令，該模塊采取不同的操作： 當(dāng)命令 為下行時，如果 ADR2 為主站地址，則地址序列做右循環(huán)變換，即變換成 ADR3ADR1 ADR2 序列作為發(fā)送上行應(yīng)答命令中的地址序列；否則，地址序列做左循環(huán)變換，即變換成 ADR2 ADR3 ADR1 序列作為轉(zhuǎn)發(fā)下行命令中的地址序列。 當(dāng)命令為上行時，地址序列做右循環(huán)變換，即變換成 ADR3 ADR1 ADR2 序列作為發(fā)送上行應(yīng)答命令中的地址序列。 20 5 總結(jié) 開發(fā)工具與環(huán)境 自 MSP430 系列單片機推出使用以來，許多公司都推出了針對 MSP430 系列單片機的開發(fā)工具，目前應(yīng)用較普 遍的是 IAR 公司推出的非常有效的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具 IAR EW430 和 Quadravox 公司推出的 AQ430。 IAR EW430 能夠有效的開發(fā)并管理應(yīng)用項目，它的界面類似于 MS Visual C++，能在 Windows 平臺上運行，包括源文件編輯器，項目管理器，源程序調(diào)試器等，功能完善，得以推廣應(yīng)用，本系統(tǒng)的源代碼即在此軟件上進行調(diào)試運行。 串口收發(fā)數(shù)據(jù)的調(diào)試選用串口調(diào)試助手，通過串口線與 PC 機連接，并設(shè)置好串口調(diào)試助手的參數(shù)，運行。正常運行后會在 PC 機上的串口調(diào)試助手接收區(qū)顯示 接收到的內(nèi)容。 測試中的問題及不足 系統(tǒng) PCB 板制作完成后，需要對系統(tǒng)的硬件進行測試，主要目的是為了檢查系統(tǒng)的硬件電路是否焊接無誤，是否有短路、虛焊現(xiàn)象發(fā)生，各個過孔的尺寸是否符合實際要求，各個模塊是否能夠正常工作等。 DS18B20 雖然具有測溫簡單、精度高、連接方便、占用接口少等優(yōu)點，但在實際測試中也要注意很多問題。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1） DSl8B20 的管腳雖然很少，但不能接反，否則會對系統(tǒng)造成損害。 （ 2）硬件結(jié)構(gòu)簡單就需要相對復(fù)雜的軟件來彌補，在對 DSl8B20 進行讀寫編 程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 （ 3）連接 DSl8B20 的總線電纜是有長度限制的。 （ 4）在 DSl8B20 測溫程序設(shè)計中，向 DSl8B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待 DSl8B20 的返回信號，一旦 DSl8B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DSl8B20 時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。 在進行串口調(diào)試的時候，要注意一下幾個方面： （ 1）串口線是否匹配，實際應(yīng)用時應(yīng)注意檢查 9 針串口的封裝。串口公頭與母頭的線序是不一樣的。 （ 2）在實際操作時，如果沒有達到 設(shè)計要求的結(jié)果，在檢查過程中可以應(yīng)用示波器，分別檢測每一部分有無波形，從而確定錯誤所在及時改正。 （ 3）電源、時鐘源選擇及波特率等都是在實際操作出錯時檢查容易忽略的部分。 測試中，在實驗室中對室溫和冰水混合物進行溫度測試，采用 ℃精度的 21 水銀溫度計和 DSl8B20 進行溫度測量對比，測量結(jié)果如表 所示。由實驗數(shù)據(jù)可知，本系統(tǒng)溫度 采集數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確，誤差范圍在177。 ℃之內(nèi)，滿足系統(tǒng)要求。 本課題對系統(tǒng)在硬件和軟件兩方面都進行了測試。經(jīng)過幾個月的努力，系統(tǒng)基本上可以達到設(shè)計的要求。硬件模塊均運行 穩(wěn)定。軟件方面也可以完成數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)幕救蝿?wù)。但由于該系統(tǒng)設(shè)計工作量較大，所以最終只完成了系統(tǒng)的基本功能，對于系統(tǒng)其他功能的實現(xiàn)及擴展，還有待進一步開發(fā)。 結(jié)論 本文以測量糧倉溫度參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計了一套溫度數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集，及在現(xiàn)場顯示溫度數(shù)據(jù)，并在溫度超過系統(tǒng)設(shè)置的溫度上下限值時，進行蜂鳴器報警處理，同時溫度數(shù)據(jù)可以通過無線傳輸模塊，將溫度數(shù)據(jù)傳送到上位機系統(tǒng)。 本系統(tǒng)是基于 nRF905 的集溫度數(shù)據(jù)采集、處理和無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。具有以下的優(yōu)點： （ 1）本系統(tǒng)采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，能夠?qū)⒉杉降臏囟刃盘栔苯愚D(zhuǎn)換為數(shù)字信號，可以簡化系統(tǒng)的設(shè)計，不需要另外的增加 A/D 轉(zhuǎn)換裝置。 （ 2）本系統(tǒng)采用的器件在選擇過程中都遵循著低功耗的要求進行的。MSP430 系列單片機是 16 位超低功耗的單片機，而且在其內(nèi)部集成了很多功能模塊，減少了系統(tǒng)的外圍器件，從而簡化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計。 （ 3）在系統(tǒng)設(shè)計的無線傳輸模塊中選用的單片射頻收發(fā)芯片 nRF905，所需外圍器件少，且具有良好的無線傳輸性能，在短距離內(nèi)即使使用內(nèi)置的 PCB 天線也能夠達到 300 米的良好傳輸距離。由于 nRF905 所需的外圍器件較少，集成的無線模塊體積小，且易于移植在相類似的系統(tǒng)中使用。單獨集成的無線模塊，便于在系統(tǒng)工作時及時更換壞的模塊。 22 參考文獻 [1].孫肖子等 .電子設(shè)計指南 [M].北京：高等教育出版社， [2].孫肖子等 . 模擬及數(shù)模混合器件的原理與應(yīng)用（上冊） [M].北京：科學(xué)出版社， [3].康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分，第 5版） [M].北京：高等教育出版社， [4].羅杰等 .電子線路 — 設(shè)計，實驗，測 試（第 4版） [M].北京：電子工業(yè)出版社， [5].（日）遠坂俊昭 .測量電子電路設(shè)計 — 模擬篇 [M].北京：科學(xué)出版社， [6].史錫騰等 .單片機開發(fā)應(yīng)用實例 — 基于 PC 網(wǎng)絡(luò)的心電監(jiān)護儀設(shè)計與制作 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， [7].謝興紅 .MSP430 單片機基礎(chǔ)與實踐 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [8].蘇曉龍 .王香婷 .基于 RS485 總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [J].儀表技術(shù)與傳感器， [9].付浩偉 .向鳳紅 .程加堂 .李靜 .基于 DS18B20 傳感器的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計 [J].機械工程與自動化 . 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