【正文】 被測點(diǎn)的溫度采集后輸出的模擬信號(hào) 逐步送往信號(hào)放大電路、低通濾波器以及 A/D轉(zhuǎn)換器 （即信號(hào)調(diào)理電路），然后在單片機(jī)的控制下將 A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)傳送到無線收發(fā)芯片中，并 通過芯片的調(diào)制處理后由芯片內(nèi)部的天線發(fā)送到上位機(jī)，在上位機(jī)模塊中，發(fā)送來的數(shù)據(jù)由單片機(jī)控制的無線收 發(fā)芯片接收 并解調(diào)，最后通過接口芯片發(fā)送到 PC機(jī)中進(jìn)行顯示和處理。 以上只是簡單列舉幾個(gè)現(xiàn)實(shí)的例 子，在現(xiàn)實(shí)生活中，這種溫度采集系統(tǒng) 已經(jīng)被成功應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān) 測、軍事國防、機(jī)器人控制等許多重要領(lǐng)域，而且類似于這種溫度采集系統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被廣泛的應(yīng) 用到民用和軍事領(lǐng)域。 在日常生活中，隨著人們生活水平的提高，居住條件也逐漸變得智能化。而且大棚和糧倉占地面積大，檢測目標(biāo)分散，測點(diǎn)較多，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不能滿足當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。而且，當(dāng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處的環(huán)境不允許或無法鋪設(shè)電纜時(shí)，數(shù)據(jù)甚至無法傳輸，此時(shí)便需要利用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 在工業(yè)現(xiàn)場，由于生產(chǎn)環(huán)境惡劣， 工作人員不能長時(shí)間停留在現(xiàn)場觀察設(shè)備是否運(yùn)行正常，就需要采集數(shù)據(jù)并傳輸數(shù)據(jù)到一個(gè)環(huán)境相對好的操控室內(nèi)，工作人員可以在這里將控制指令傳輸給現(xiàn)場執(zhí)行模塊進(jìn)行各種操作。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，但應(yīng)用范圍廣泛，使用方便，而且節(jié)約資源，同時(shí)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的監(jiān)控。該方案主要是利用熱電偶采集外界的溫度，利用無線傳輸實(shí)現(xiàn)在上位機(jī)顯示采集到的溫度，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的對比和處理。中文摘要 I 摘 要 隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對溫濕度的要求越來越高，準(zhǔn)確測量溫度變得至關(guān)重要。本文設(shè)計(jì)主要 是 針對惡劣環(huán)境下的工業(yè)現(xiàn)場以及高科技大范圍的農(nóng)業(yè)現(xiàn)場，布線困難，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差等問題做出的一個(gè)解決方案。 本文主要利用兩路熱電偶采集溫度的模擬量，并且利用熱電偶串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、冷端補(bǔ)償和 A/D 轉(zhuǎn)換，再由單片機(jī)進(jìn)行處理，并通過無線傳輸模塊將測量的數(shù)值傳輸給 PC 機(jī)，在 PC 機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的對比 ，從而可以對工業(yè)現(xiàn)場和農(nóng)業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且利用該設(shè)計(jì)還可以實(shí)現(xiàn)對熱電偶測量準(zhǔn)確度的現(xiàn)場檢測。 關(guān)鍵詞 ：溫度數(shù)據(jù)采集，無線傳輸，熱電偶，單片機(jī)， PC 機(jī) Abstract II Abstract With the more and more request of industry and agriculture production in the temperature, it bee very important to survey the temperature accurately. This article is designed for harsh environments and hightech industries at the scene of largescale agriculture at the scene, wiring problems, waste of resources, space, and make operational a poor solution. This design is mainly to use the thermocouple to gather temperature, and then use the wireless transmission to reveal the gathered temperature on the position machine, and parison of data and processing the corresponding. This design mainly uses two thermocouple to gather the analog quantity of the temperature and uses the thermocouple serial ADC to achieve signal amplification, cold junction pensation and the A / D conversion, and then the digital quantity will be able to be distinguished by the microchip and then transmitted through the wireless transmission module to the PC, and to achieve the pare of data, then the temperature of the scene of industrial and agricultural can be monitored in any time, and through this design we can detect the accuracy of thermocouple at the scene of measurements. This system is of simple structure, but in extensive application range, easy being used. Moreover, it saves resources and also, the long range monitor may be carried on at the same time. Key words: temperature data acquisition, wireless transmission, thermocouple, singlechip, PC 目錄 III 目 錄 摘 要 ............................................................ I Abstract ........................................................... II 目 錄 .......................................................... III 第一章 引 言 ..................................................... 1 課題的背景和意義 ........................................................................................ 1 無線溫度采集原理 ........................................................................................ 2 ............................................................................. 4 ..................................................................... 6 第二章 總體方案設(shè) 計(jì) .............................................. 7 ......................................................................................................... 7 ............................................................................................. 7 ........................................................................................... 10 第三章 單元電路的設(shè)計(jì) ........................................... 12 ........................................................................... 12 熱電偶 ............................................... 12 ............................ 18 .............................. 21 無線收發(fā)模塊 .............................................................................................. 26 .................................... 26 PTR8000 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊 .............................. 28 PTR8000 的工作過程 .................................... 32 PC 機(jī)接口數(shù)據(jù)傳輸電路 ............................................................. 32 目錄 IV 單片機(jī) .......................................................................................................... 34 單片機(jī)的特點(diǎn) ......................................... 34 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè) 計(jì) ....................................... 35 單片機(jī)與各芯片的連接電路 ............................. 36 軟件設(shè)計(jì) ............................................. 38 ............................................................................................... 40 結(jié) 論 ........................................................... 42 參考文獻(xiàn) .......................................................... 43 致 謝 ........................................................... 44 附錄一 發(fā)射部分電路圖 ............................................. 45 附錄二 接收部分電路圖 ............................................. 46 第一章 引 言 1 第一章 引 言 課題的背景和意義 隨著社會(huì)的進(jìn)步和生產(chǎn)的需要，利用無線通信進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集的方式已經(jīng)滲透到社會(huì)生活生產(chǎn)的每一個(gè)角落，溫度測量的準(zhǔn)確度在影響生產(chǎn)效益的同時(shí)也在逐步得到社會(huì)的重視。這樣就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸問題，由于廠房大、需要傳輸數(shù)據(jù)多，使用傳統(tǒng)的有線數(shù)據(jù)傳輸方式就需要鋪設(shè)很多很長的通訊線，浪費(fèi)資源，占用空間，可操作性差，出現(xiàn)錯(cuò)誤換線困難。 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，不論是溫室大棚的溫度監(jiān)測，還是糧倉的管理，傳統(tǒng)上都是采取分區(qū)取樣的人工方法，工作量大，可靠性差。當(dāng)前的科技水平下，無線通信技術(shù)的發(fā)展使得溫度采集測量精確，簡便易行。如今很多家庭都會(huì)安裝室內(nèi)溫度采集控制系統(tǒng)，其原理就是利用無線通信技術(shù)采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)室內(nèi)溫度情況進(jìn)行遙控通風(fēng)等操作，自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度濕度，可以更好地改善人們的居住環(huán)境。因此，對于如何利用無線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，尤其是 如何提高無線數(shù)據(jù)采集的精度等課題的研究就變得非常的有意義。 簡介 在 采集被測點(diǎn)溫度時(shí)會(huì)用到 溫度傳感器 。 溫度測量方法有接觸式測溫和非接觸式測溫 兩大類。目前常用的接觸式測溫儀表有： 1) 膨脹式溫度計(jì)。 2) 熱電阻溫度計(jì)。 3) 熱電偶溫度計(jì)。 4) 其他原理的溫度計(jì)。 接觸式測溫的測量方法比較直觀、可靠，測量儀表也比較簡單。有的測溫元件不能 和 被測對象充分接觸，不能達(dá)到 充分的熱平衡，使測溫元件和被測對象溫度不一致，也會(huì)帶來誤差。 非接觸測溫時(shí)，溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通過輻射能量進(jìn)行熱交換，由輻射能的大小來推算被測物體的溫度。其測量原理是基于普朗克定理，如光電高溫計(jì) 、 輻射傳感器、比色溫度計(jì)。它是利用光纖的溫度特性來實(shí)現(xiàn)溫度的測量，或者僅僅是光纖作為傳光的介質(zhì)。 目前在高溫測量中 ，應(yīng)用最廣泛的是非接觸式測溫儀表，主要應(yīng)用在冶金、鑄造、熱處理，以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工業(yè)生產(chǎn)過程中。輻射式測溫儀表就是利用物體的輻射能量隨其溫度而變化的原理制成 的。此外，由于感