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

　　

【正文】 2，地址 3 三個(gè)地址是為適應(yīng)無(wú)線傳輸方式時(shí)，當(dāng)主站與某一個(gè)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(jí)轉(zhuǎn)發(fā)的方式傳輸?shù)?。每個(gè)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(guò)至少一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)通路，中間只允許一級(jí)。在系統(tǒng)通信過(guò)程中，需要用到轉(zhuǎn)發(fā)地址時(shí)，應(yīng)遵循的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)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(shí) 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(shí) 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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(kāi)發(fā)工具與環(huán)境 自 MSP430 系列單片機(jī)推出使用以來(lái)，許多公司都推出了針對(duì) MSP430 系列單片機(jī)的開(kāi)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(kāi)發(fā)工具 IAR EW430 和 Quadravox 公司推出的 AQ430。 IAR EW430 能夠有效的開(kāi)發(fā)并管理應(yīng)用項(xiàng)目，它的界面類似于 MS Visual C++，能在 Windows 平臺(tái)上運(yùn)行，包括源文件編輯器，項(xiàng)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(jìn)行調(diào)試運(yùn)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(guò)串口線與 PC 機(jī)連接，并設(shè)置好串口調(diào)試助手的參數(shù)，運(yùn)行。正常運(yùn)行后會(huì)在 PC 機(jī)上的串口調(diào)試助手接收區(qū)顯示 接收到的內(nèi)容。 測(cè)試中的問(wèn)題及不足 系統(tǒng) PCB 板制作完成后，需要對(duì)系統(tǒng)的硬件進(jìn)行測(cè)試，主要目的是為了檢查系統(tǒng)的硬件電路是否焊接無(wú)誤，是否有短路、虛焊現(xiàn)象發(fā)生，各個(gè)過(guò)孔的尺寸是否符合實(shí)際要求，各個(gè)模塊是否能夠正常工作等。 DS18B20 雖然具有測(cè)溫簡(jiǎn)單、精度高、連接方便、占用接口少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際測(cè)試中也要注意很多問(wèn)題。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） DSl8B20 的管腳雖然很少，但不能接反，否則會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成損害。 （ 2）硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單就需要相對(duì)復(fù)雜的軟件來(lái)彌補(bǔ)，在對(duì) DSl8B20 進(jìn)行讀寫編 程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無(wú)法讀取測(cè)溫結(jié)果。 （ 3）連接 DSl8B20 的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。 （ 4）在 DSl8B20 測(cè)溫程序設(shè)計(jì)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(hào)，一旦 DSl8B20 接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該 DSl8B20 時(shí)，將沒(méi)有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。 在進(jìn)行串口調(diào)試的時(shí)候，要注意一下幾個(gè)方面： （ 1）串口線是否匹配，實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shí)際操作時(shí)，如果沒(méi)有達(dá)到 設(shè)計(jì)要求的結(jié)果，在檢查過(guò)程中可以應(yīng)用示波器，分別檢測(cè)每一部分有無(wú)波形，從而確定錯(cuò)誤所在及時(shí)改正。 （ 3）電源、時(shí)鐘源選擇及波特率等都是在實(shí)際操作出錯(cuò)時(shí)檢查容易忽略的部分。 測(cè)試中，在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)室溫和冰水混合物進(jìn)行溫度測(cè)試，采用 ℃精度的 21 水銀溫度計(jì)和 DSl8B20 進(jìn)行溫度測(cè)量對(duì)比，測(cè)量結(jié)果如表 所示。由實(shí)驗(yàn)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(duì)系統(tǒng)在硬件和軟件兩方面都進(jìn)行了測(cè)試。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，系統(tǒng)基本上可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。硬件模塊均運(yùn)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(jì)工作量較大，所以最終只完成了系統(tǒng)的基本功能，對(duì)于系統(tǒng)其他功能的實(shí)現(xiàn)及擴(kuò)展，還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。 結(jié)論 本文以測(cè)量糧倉(cāng)溫度參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一套溫度數(shù)據(jù)采集及無(wú)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(chǎng)顯示溫度數(shù)據(jù)，并在溫度超過(guò)系統(tǒng)設(shè)置的溫度上下限值時(shí)，進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警處理，同時(shí)溫度數(shù)據(jù)可以通過(guò)無(wú)線傳輸模塊，將溫度數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)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(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。具有以下的優(yōu)點(diǎn)： （ 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?hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，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(guò)程中都遵循著低功耗的要求進(jìn)行的。MSP430 系列單片機(jī)是 16 位超低功耗的單片機(jī)，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(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 （ 3）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的無(wú)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(wú)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(dá)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(wú)線模塊體積小，且易于移植在相類似的系統(tǒng)中使用。單獨(dú)集成的無(wú)線模塊，便于在系統(tǒng)工作時(shí)及時(shí)更換壞的模塊。 22 參考文獻(xiàn) [1].孫肖子等 .電子設(shè)計(jì)指南 [M].北京：高等教育出版社， [2].孫肖子等 . 模擬及數(shù)?；旌掀骷脑砼c應(yīng)用（上冊(cè)） [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(jì)，實(shí)驗(yàn)，測(cè) 試（第 4版） [M].北京：電子工業(yè)出版社， [5].（日）遠(yuǎn)坂俊昭 .測(cè)量電子電路設(shè)計(jì) — 模擬篇 [M].北京：科學(xué)出版社， [6].史錫騰等 .單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例 — 基于 PC 網(wǎng)絡(luò)的心電監(jiān)護(hù)儀設(shè)計(jì)與制作 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社， [7].謝興紅 .MSP430 單片機(jī)基礎(chǔ)與實(shí)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(jì) [J].機(jī)械工程與自動(dòng)化 . 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