基于nRF24E1与GSM的数据采集系统设计

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1、基于nRF24El与GSM的数据采集系统设计摘要：本文介绍了由单片射频收发芯片nRF24El和短信收发模块TC35i组成的远程数据采集系统的设计思路。该系统通过嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片nRF24E1來实现数据的采集、处理以及无线收发，并通过西门子TC35i实现在GSM公网上的远程数据传输。文章首先介绍了温度传感器和无线收发芯片的工作原理，然后阐述了系统的硬件电路结构和软件设计方案，通过软硬件结合最终实现了数据的远程采集。关键词：nRF24El芯片；数据采集；GSM；无线通信TheDesignofDataCollectingSystemBasedo

2、nnRF24E1andGSMTechnologyAbstract：Thispaperintroducesthedesignthoughtoflong-distancedatacollectingsystembasedonthesinglechipradiotransceivernRF24ElandthechipshortmessagetransceiverTC35i.Thesystemcollects,packsupandtransfersthedatabyembeddedMCU-51kernelofRFtransceiverchipnRF24El.Itse

3、ndsthedatainlongdistancewirelesslythroughthewirelessmodemblockSiemensTC35i.Thepaperintroducestheworkingprincipleoftemperaturesensorandradiotransceiverchip・Thenitgivesthehardcircuitstructureandthesoftwaredesignthought.Throughthesoftwareandhardware,thelong-distancedatacollectingsyste

4、misrealized・KeyWords:nRF24Elchip,wirelesscommunication,GSM,datacollecting,TC35i引言数据采集在医疗、工业控制等方面被广泛的应用，因此在现实生产中应运而生了很多数据采集系统。尤其在恶劣环境下，有线采集己经不能满足生产的要求，数据的采集、传输、控制等需要无线远程实现，这样整个采集过程具备了实时性强、准确性高、控制及时、应用广泛等优点。本系统主要是实现多点温度数据的釆集、传输以及控制，首先通过嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片DRF24E1实现数据的采集和近距离无线传输。接收端同样使用

5、nRF24El芯片，同时与GSM模块TC351实现硬件连接，通过GSM公网实现数据的远程传输，在终端通过PC机远程控制。nRF24El芯片体积小，外围设计简单，传输可靠。GSM公网应用普遍，加密技术成熟，经济实用。1系统的结构系统主要由温度数据釆集、数据短距离无线收发以及GSM公网数据传输和远程控制等部分组成。系统由传感模块MCP9700将采集的温度数据传给嵌入51单片机内核的单片射频收发芯片nRF24El,nRF24El芯片再将接受的数据通过与TC35i通讯从而实现GSM公网传输，在系统终端PC机对系统控制与监测。系统结构如图1所示，图1系统结构框图2硬件

6、电路设计2.1传感模块MCP9700MCP9700是美国微芯科技公司(MicrochipTechnologyInc.)于2004年推出的可替代热敏电阻、耗流仅6»A、采用小型SC-70封装的新型温度传感器。该器件温度测量范围为-40°C至+125°C；其精度在0°C至+70°C范围内为±4°C；线性输出斜率为每摄氏度10mV,有助于改善系统的抗噪声能力。该器件输出阻抗小，无需缓冲放大。同时，该器件不会受到寄生电容的影响，可以驱动大的容性负载，这样就能使器件远离nRF24El芯片,从而为印刷电路板的布局提供了灵活性。本系统中MCP9700的作用就是采集现场环境

7、的温度数据，它是靠内置二极管來测量温度，在0°C时输出为Vo=500mV,温度系数为Tc=10.OmV/°C,当坏境温度为T时，其输出电压为Vou尸TcT+Vo,其输岀端Von在使用屮无需缓冲放大，其输出端Vout直接与nRF24El芯片的ADC输入端AINO〜AIN7连接，从而完成了温度数据的采集过程。釆集到的数据在nRF24El芯片的AINO〜AIN7端口产生中断请求，数据每三分钟传输一次。2.2nRF24El芯片结构及特点nRF24El是挪威Nordic公司于2003年推出的一种在射频收发器nRF2401内嵌MCU的无线数传芯片。该芯片由增强型8051

8、内核、无线收发器nRF2401>9路100kspls