【正文】 。 3． 完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計了溫度監(jiān)控系統(tǒng)的電源電 路、 測溫電路、數(shù)據(jù)無線傳輸電路以及通信接口電路等構(gòu)成系統(tǒng)的所有電路 。本文的主要工作如下 : 1. 綜述了 堆肥發(fā)酵中 溫度監(jiān)控的重要性及溫度的測量方法 。 黑龍江省科學院自動化研究所 結(jié) 論 本文設計了由溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (無線終端下位機 )和溫度數(shù)據(jù)接收系統(tǒng) (上位機 )組成的 溫度監(jiān)測無線收發(fā)裝置，上位機與下位機為一對多關系。 176。誤差可以通過修正進一步減小。 ℃ 176。 我們 采用鉑電阻溫度計 ，作為測量儀器。試驗點 一般 應至少包括 應用 范圍 0、 25％、 50％、75％、 100％這 5個點。 黑龍江省科學院自動化研究所 第 五 章 系統(tǒng)誤差 基本誤差 1）基本誤差 將 測試溫度 平穩(wěn)地按增大和減小方向，測量各點所對應的 溫度 ，計算出各點誤差。據(jù)采集系統(tǒng)工作環(huán)境比較復雜，其工作電源的設計安全可靠顯得更為重要。這是由于它的一次側(cè)和二次側(cè)靠得很近，很多部位存在分布電容 ，交流電中的噪聲將通過分布電容藕合到二次側(cè)。所以對電源的屏蔽包括兩個部分，即電源引線的屏蔽和電源變壓器的屏蔽 .先談電源引線的屏蔽，交流市電是低頻信號，一般可選用普通屏蔽線或雙絞屏蔽線作為電源進線。特別對低頻信號的傳輸，雙絞屏蔽線的屏蔽效果比較好。 1． 信號線的屏蔽措施為了防止“干擾噪聲”通過空間藕合方式侵入信號線傳輸線必須選用雙絞屏蔽線。屏蔽的實質(zhì)是通過屏蔽物體對外來的電磁干擾進行吸收或反射以防止噪聲侵害電氣設備。 提高信號幅值就提高了“信噪比”，因而增強了信號在傳輸過程中的抗干 擾能力，為此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件上人為地將信號進行前期放大。若信號受到嚴重干擾，導致信號難以辨識，在一些干擾嚴重的場合，微弱的信號甚至會被淹沒于干擾之中。由于壓敏電阻和瞬變抑制二極管具有瞬間短路放電的性能，因此被用來抑制線路大電流沖擊。首先是對系統(tǒng)浪涌沖擊干擾的抑制，浪涌沖擊變化快、時間短、功率大，因而危害性大。 電氣設備工作時，在接收的信號中，除了接收有用的信號之外，還夾雜著 一些無用的信號這種無用且不規(guī)則變化的信號 — “噪聲”，外部噪聲對電氣 設備的干擾幾乎都是通過傳導 耦合 和空間 耦合 兩種方式實現(xiàn)的。因此，如果不加防范，電磁干擾會嚴重地干擾系統(tǒng)工作，甚至造成電路擊穿損壞，形成永久性故障。而數(shù)據(jù)采集 是整個監(jiān)測系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)，它能否正常工作對整個 監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)起著決定性的作用。 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的接收采用中斷的方式，即只要計算機的緩存區(qū)有數(shù)據(jù)從串口傳過來，立即執(zhí)行中斷程序。由于異步雙方各用自己的時鐘，要保證捕捉到正確的信息，最好采用較高頻率的時鐘，一般選擇時鐘頻率比波特率高 16 或 64 倍，若選擇時鐘頻率低于波特率，則頻率稍有偏差便會產(chǎn)生接收錯誤。 在串行通信中，一個重要的指標是波特率，它反映了串行通信的速率，也反映了對傳輸通道的要求。 (2)數(shù)據(jù)校驗 :采用 CRC 校驗。 在系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通信期間，在有效數(shù)據(jù)間會混有噪聲，為了識別噪聲和有效數(shù)據(jù)， 通常在要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊前加三個字節(jié)的協(xié)議頭表示，在數(shù)據(jù)塊的最后加校驗和進行糾 錯。這種約定就叫通信協(xié)議，必須在編程之前確定下來。作為發(fā)送方，必須清楚在 何時發(fā)送信息、發(fā)送什么內(nèi)容、何時發(fā)送結(jié)束以及對方是否收到、收到的內(nèi)容是否正確、對方接收不正確時要不要重發(fā)等。下面就 通訊協(xié)議 和系統(tǒng)抗干擾作一簡單介紹。每隔 20分鐘 PC機讀取主站中的數(shù)據(jù)一次。 。由于整個系統(tǒng)工作在單一載波頻率下，整個系 統(tǒng)只有一個載波頻率，采用隨機競爭的方式，由于硬件缺少沖突檢測的機制，所以在經(jīng)過權(quán)衡之后，認為采用TDMA(方式 )，即時分多路訪問，由于整個系統(tǒng)每次最多的通信數(shù)據(jù)量限制在 1K以內(nèi) ,減少了數(shù)據(jù)空中碰撞的機會 。 在整個通信的過程中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (下位機無線終端 )和數(shù)據(jù)接受系統(tǒng) (上位機 )既是數(shù)據(jù)發(fā)送端也是數(shù)據(jù)接收端。數(shù)據(jù)接收端是被動方，數(shù)據(jù)采集單元是主動方，數(shù)據(jù)采集單元用定時器中斷方式來計時發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，這個過程是靠 CPU的定時器 TimerA中斷源來實現(xiàn)的。如設置單片機的功能模塊的寄存器 ；設置引腳功能寄存器，為多功能引腳選擇功能方式；設置中斷觸發(fā)模式及中斷優(yōu)先級 。 單片機固件的流程如圖 31所示，按照模塊化思想又可分為以下幾個模塊：初始化模塊、 低功耗 模塊、 定時器 模 塊、 溫度采集 模塊、 數(shù)據(jù)發(fā)送 模塊。例如，在設計中將單片機寄存器、公用的宏定義、調(diào)用外部函數(shù)的原型分別編寫在 、 、 中。調(diào)用這些子程序形成了高層的更復雜的應用程序。固件設計使用一種分層的結(jié)構(gòu)。C語言是一種通用的計算機程序設計語言，它既有高級語言的特征又能直接操作系統(tǒng)硬件，而且可以進行結(jié)構(gòu)化程序設計。 單片機固件設計 開發(fā)接口固件的整體思想是模塊化和通用性。 DS18B20 測溫程序設計中，向 DS18B20 發(fā)出溫度轉(zhuǎn) 換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號，一旦某個 DS18B20接觸不好或斷線，當程序讀 DS18B20時候，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。這種情況主要由于總線分布電容使信號波形產(chǎn)生畸變造成的。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽的電纜時，正常通信距離可以達到 150m。 DS18B20 使用中的注意事項 DS18B20雖然具有測溫系統(tǒng)簡單，測溫精度高、連接方便、占用口線少 等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下兩方面的問題： DS18B20的總線電纜是有長度限制的。 4總線主機將一個數(shù)值位（ 0或 1）寫到總線上，則該位與之相符的傳感器仍連到總線上。接著每一個傳感器把它們各自的 ROM中的第一位的補碼放到 總線上，總線主機再次讀得“線與”的結(jié)果。 3 總線主機從總線上讀一位。具體搜索過程為： 1總線主機發(fā)出復位脈沖進行初始化，總線上的傳感器則發(fā)出存在脈沖響應。搜 索過程位 3個步驟：讀一位，讀該位的補碼，寫所需位的值。搜索 ROM命令（ F0H）?？刂破骺梢杂?64位 ROM中的前 56位計算出一個 CRC值，再用存儲再 DS18B20 的 64 位 ROM 中的值或 DS18B20 內(nèi)部計算出的 8 位 CRC 值進行比較，以確定 ROM 數(shù)據(jù)是否被總線控制器接收無誤。 每個數(shù)字溫度傳感器內(nèi)均有惟一的 64位序列號， 只有獲得該序列號后財可能對單線多傳感器系統(tǒng)進行一一識別。復位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉 500us，然后釋放，DS18B20收到信號后等待 16～ 60us左右，后發(fā)出 60～ 240us的存在低脈沖，主 CPU收到此信號表示復位成功。在 DS18B20出廠時該位被設置為 0。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。第三個和第四個字節(jié)是 TH、 TL的易失性拷 貝，第五個字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復位時被刷新。 DS18B20 的 溫度的讀取 DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM和一個非易失性的可電擦除的 E2RAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL和結(jié)構(gòu)寄存器。 命令濾波寄存器的訪問和一個寄存器的寫操作一樣，單沒有數(shù)據(jù)被傳輸。通過命令濾波寄存器的選址，內(nèi)部序列被啟動。 對 0x300x3D間的地址來說，突發(fā)位用以在狀態(tài)寄存器和命令濾波器之間選擇。每增加一個新的字節(jié)，計數(shù)器值增加 1。通過在地址頭設置突發(fā)位，連續(xù)地址的寄存器能高效地被訪問。 CC1100配置寄存器位于 SPI地址從 0x00 到 0x2F之間。這表明電壓調(diào)制器已經(jīng)穩(wěn)定，晶體正在工作中。如果在過程中 CSn 變?yōu)楦唠娖剑?轉(zhuǎn)換取消。 CHIP_RDYn 信號表明晶體正處在工作中，調(diào)節(jié)數(shù)字提供電壓是穩(wěn)定的。第一位 s7,是 CHIP_RDYn信號。 當頭字節(jié)在 SPI 接口上被寫入時，芯片狀態(tài)字節(jié)在 SO腳上被 CC1100寫入。 SPI接口上所有的地址和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換被最先在重要的位上處理。