温度数据采集系统和无线传输系统组成

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1、本系统主要由温度数据采集系统和无线传输系统组成。为使设计思路清晰，采用模块化设计思想，可将系统分为三大模块：温度数据采集模块、无线通信模块和接收端显示模块。系统的总体设计框图如图2.1所示。图2.1系统总体设计框图整个系统分为发射端和接收端，通过两个单片机协调工作。具体工作原理是：发射端的单片机控制多路温度数据采集模块定时采集多路的温度数据，送到发射端的单片机上，同时控制无线发射模块发射测温点和相应的温度数据；接收端的单片机控制无线接收模块接收发射过来的数据，进行数据格式处理后，送到显示模块显示测温点和相应的温度数据；并判断温度值是否超

2、限，若超限，进行报警。2.2系统设计要求温度在许多领域都扮演者重要的角色，温度参数往往都影响着工业或农业生产的质量和产量，故对温度进行准确有效的测量具有重要的意义。本系统应用于对温室、蔬菜大棚温度参数的测量，要求具备良好的准确性和可靠性，为满足这一要求，在设计中需要满足以下要求：1.鉴于温室所测温度范围一般在-10～50℃，精度在±0.5℃左右即可满足需求。另外参照系统采用的电源，在选择温度传感器时要满足这些条件。2.系统中MCU要有快速处理数据的能力，以便保证能及时将温度数值显示出来；选用的MCU将大量外围模块集成在片内的，可以使系统

3、设计外部结构简单，增强系统可靠性，便于扩展。3.系统采用电池供电才能保证易于移动和增减采集点，故在选择器件时应考虑到功耗，尽量选用低功耗器件。4.系统工作的环境要求无线通信系统具有良好的抗干扰能力，从而确保数据传输的可靠性和准确性。5.无线通信良好的传输距离应该保持在50m以上。2.3系统相关器件的选型根据以上系统设计的要求来选择符合要求的器件类型。2.3.1温度传感器的选择温度是一种常见的基础物理量，我们的生产生活无不与之有密切的关系。温度传感器是开发较早、应用较广的一类传感器。在半导体技术的支撑下，温度传感器主要有热电偶、热电阻、热

4、敏电阻和集成温度传感器四种类型。热电偶温度传感器是利用不同材质结合的导体连接点的热电势来确定温度的。在工程应用上较广，构造简单，使用方便，测量温度范围宽。热电偶的灵敏度较低，容易受到外界环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，故不适合测量很微小的温度变化[7]。热电阻传感器是利用导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。热电阻传感器的测量精度高，有较大的测量范围，可测量-200～500℃的温度，易于使用在自动测量和远距离测量中[8]。热敏电阻温度传感器是利用半导体的电阻值随温度变化的热敏元件进行测温的。具有温度系数大，灵敏度高，结构

5、简单，电阻率高，热惯性小的优点[9]。集成温度传感器是利用晶体管PN结的电流电压特性与温度的关系，把感温PN结及有关电子线路和集成在一个小硅片上，构成一个小型化、一体化的专用集成电路片。集成温度传感器具有体积小、反应快、线性好、价格低的优点，由于PN结受耐热性能和特性范围的限制，只能用来测150以下的温度。集成温度传感器又分为模拟和数字输出两种类型，广泛应用于工业、农业等场合[10]。温度传感器的多样性，能够满足不同系统及场合的需求。本文主要研究针对温室、蔬菜大棚的温度数据采集，需要的测量范围为-10～50℃，精度在0.1～1℃即可。根

6、据以上考虑结合设计简单，成本低等综合考虑，选取数字式温度传感器DS18B20进行温度数据的采集，DS18B20是由DALLAS半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，能够满足系统的要求。2.3.2MCU的选择MCU作为一个系统的核心器件，它的选择影响着这个系统的优劣和功能的实现。目前工控领域中常使用的微控制器有：应用最广泛的51系列8位单片机、针对大量计算的数字信号处理器DSP、一些增强型的16位单片机和32位的ARM芯片。从八十年代初51系列单片机就开始流行了，在技术开发方面已经很成熟了，只是功

7、能实现方面相对简单；DSP功能侧重于有大量信号需要处理的场合，但价格偏高，开发难度较大；ARM芯片和DSP有某些相似之处，在小型系统中增强型的16为单片机已经能够满足需求。针对各种不同应用场合，各大公司都推出了增强型单片机，如AVR系列、Philips的PCF80C51系列等，这些增强型单片机大多处理速度都比较快、嵌入了多种实用的功能模块及接口、内部包含有大容量的存储器。本文选用STC89C52，它是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使

8、得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。2.3.3无线方式及射频芯片的选择无线通信技术的范围很广，在一般意义上说，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，都可成为无线通信。一般