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1、基于无线数字温度传感器的多点温度测量系统设计《工业控制计算机）2o03年16卷第6期57基丁-无线数字温度传感器的多点温度测量系统设计朱卫华黄智伟南华大学电气工程学〜（421001）AbstractThispaperintroducesthedesignofmulti-pointtemperaturemeasuringsystembasedonwirelessdigitaltemperaturesensor.Thesystemstructureofhardwareandflowchartofsoftware
2、isgived.Practicalapplicationshowsthatthesystemiseffectiveforbaccy.grainstorageetc,Keywords:temperaturesensor.RFtransceiver.Single-chipmicrocontrollenWirelessserialcommunication摘要介绍了一种基于无线数字温度传感器的多点温度测量系统，给出了系统的硬件结构及软件流程图.实际使用表明，在烟草，粮食等仓库中效果良好.关键词:温度传感器，射频收
3、发，单片机,无线串行通信1系统硬件组成本文所设计的测量系统由若干个处于各测量点的无线数字温度传感器和一台带无线收发电路的主机（单片机）系统组成，其结构如图1所示.上位机与各下位机之间采用主从式异步无线串行通信方式.无线数字温度传感器主机系统图1系统组成框图1.1无线数字温度传感器无线数字温度传感器由温度测量，无线收发和微控制器组成.电路图如图2所示.—1VDDSDA—..—RB7VDD一JA0SCL_3RB6RB0HDIN一AlrRA0RBl—DOUTA2RAIRB2PWR-UP卜RA2RB3_-.T
4、XEN}AD7416,RA3IRF4n图2无线数字温度传感器温度测量采用单片温度监控系统集成电路AD7416,其芯片内部包含有温度传感器和10位模数转换器，可将感应温度转换为0.25°C量化间隔的数字信号.测温范围一55〜125oC,精度为±2°C.AD7416采用f2C串行总线和数据传输协议来实现与微控制器的数据传输，数据输入/输出线SDA及吋钟信号线SCL与微控制器PIC16C54的RB7和RB6相连.当SCL保持高电平时,SDA从高电子到低电平的跳变为数据传输的开始信号，随后传送AD7416的地址信息
5、和读眉控制位.其地址信息的格式为:1001A2AlAOR/W.读/写控制位为1吋,表示对AD74I6进行读操作，为0吋，则表示进行写操作.当每个字节传送结束时，必须在收到接收数据一方的确认信号(ACK)后方对开始下一步的操作•然后在地址信息和读屑控制位Z后传送片内寄存器地址和数据.最后，在SCL保持高电平的情况下，当SDA从低电平跳变到高电平时将终止数据的传输操作.地址编码开关用于传感器的编号.AD7416片内温度传感器可按预先设置的工作方式对环境温度进行实时测量，并将结果转化为数字量存人到温度值寄存器屮(
6、地址OOH).AD7416预先设置的工作方式分自动测温方式和低功耗方式两种，本设计采用低功耗方式.当需要对环境温度进行测量时，通过f2C串行接口总线來写入操作命令,此时，芯片将市睡眠状态转入测温状态.当温度量化转换结束后,芯片将重新转人睡眠状态.无线收发电路釆用nRF403单片射频收发芯片.芯片内包含有发射功率放大器，低噪声接收放大器，晶体振荡器,锁相环，压控振荡器，混频器等电路.工作频率433MHz,FSK调制解调，采用品体振荡和PLL频率合成技术，接收灵敏度为一105dBm,发射功率为lOdBm,待机状
7、态电流消耗仅10.在接收模式中，射频输人信号被低噪声放大器放大，经由混频器变换，这个被变换的信号在送人解调器之前被放大和滤波，经解调器解调,解调后的数字信号在DOU丁端输出.在发射模式屮,压控振荡器的输出信号是直接送人到功率放大器,D【N端输入的数字信号被频移键控后馈送到功率放大器输出.在接收模式屮,射频输入信号被低噪声放大器放大，经由混频器变换,这个被变换的信号在送人解调器之前被放大和滤波，经解调器解调,解调后的数字信号在DOUT端输出.在发射模式屮，压控振荡器的输出信号是直接送人到功率放大器,DIN端输
8、入的数字信号被频移键控后馈送到功率放大器输出.芯片引脚9脚DIN输人数字信号，与微控制器的基于无线数字温度传感器的多点温度测量系统设计RBO相连，需要发射的数字信号通过DIN输入;10脚DOUT输出数字信号，与微控制器的RBI相连，解调出來的信号经过DOUT输出进入微控制器;18脚PWR—UP电源开关控制，与微控制器的RB2相连：PWR—UP=“1"为工作模式,PWR—UP=“（T为待机模式，待机模式电路进入待机
