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            基于MSP430單片機(jī)的多路無線溫度檢測(cè)系統(tǒng)

            作者: 時(shí)間:2011-03-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            摘要:設(shè)計(jì)了的多點(diǎn)。系統(tǒng)采用低功耗的F149作為核心控制部件,硬件由通信模塊、采集電路、顯示模塊和串口通信模塊組成,軟件采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。測(cè)試表明,整個(gè)系統(tǒng)都是在超低功耗的要求下進(jìn)行元件及運(yùn)行方式的選擇,各個(gè)基站只需要3 V電池供電就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作,能很好地實(shí)現(xiàn)超低功耗,并且實(shí)現(xiàn)了測(cè)量的實(shí)時(shí)性。
            關(guān)鍵詞:;NRF24L01;NTC熱敏電阻;超低功耗

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/172948.htm

            0 引言
            溫度在人類日常生活中扮演著極其重要的角色,同時(shí)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,溫度檢測(cè)具有十分重要的意義?,F(xiàn)階段溫度檢測(cè)主要是有線定點(diǎn)溫度檢測(cè),其溫度檢測(cè)原理為利用溫度傳感器檢測(cè)溫度,并在數(shù)碼管或LCD上進(jìn)行溫度顯示。同時(shí)由于系統(tǒng)沒有報(bào)警功能,故需要人為來判斷是否需要進(jìn)行升溫或者降溫,這使系統(tǒng)的檢測(cè)喪失了實(shí)時(shí)性。另外,在某些環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境,以人工方式直接操作設(shè)置儀表測(cè)量溫度也不現(xiàn)實(shí),因此采用方式進(jìn)行溫度檢測(cè)尤為必要。
            目前有些設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)無線溫度采集,但功耗過高是其最大的缺點(diǎn)。在實(shí)際溫度控制過程中既要求系統(tǒng)具有穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性,又需要使系統(tǒng)功耗低及保證溫度的均勻性,因此設(shè)計(jì)一種低功耗的多點(diǎn)無線溫度很有意義。本文提出一種采用低功耗單片機(jī)MSP430F149單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的多點(diǎn)無線溫度測(cè)量系統(tǒng),解決了上述問題。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度智能化的檢測(cè),能夠同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)溫度檢測(cè),是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的無線溫度。低功耗、實(shí)時(shí)性的無線溫度檢測(cè)是該設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)。

            1 系統(tǒng)構(gòu)成
            系統(tǒng)分為下位機(jī)、上位機(jī)和PC機(jī)三部分。PC機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的最上層,負(fù)責(zé)對(duì)下位機(jī)的控制和管理,并對(duì)收集到的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。由于下位機(jī)無法直接與PC機(jī)通信,這就需要使用上位機(jī)作為中間媒介。上位機(jī)與下位機(jī)通過無線模塊通信,與PC機(jī)采用有線連接。
            該設(shè)計(jì)采用MSP430F149單片機(jī)作為核心控制模塊,其最主要特點(diǎn)為低功耗。MSP430F149具有雙串口的特點(diǎn),利用其中的一個(gè)串行口與PC機(jī)進(jìn)行通訊時(shí),兩者之間必須通過RS 232電平轉(zhuǎn)換芯片。單片機(jī)與無線發(fā)射模塊nRF24L01通訊時(shí)可通過通用I/O口模擬串口通訊?,F(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)的采集是利用NTC100熱敏電阻和MSP430F149單片機(jī)部帶有的12位A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。這里不需要外加ADC,可以簡(jiǎn)化電路,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將按鍵作為輸入模塊,用來改變溫度報(bào)警的上下限。由于設(shè)計(jì)要求不需要太多內(nèi)容的顯示,考慮到功耗及性價(jià)比,可以自制一個(gè)簡(jiǎn)易段碼液晶用于顯示。下位機(jī)設(shè)計(jì)方案和系統(tǒng)整體構(gòu)成框圖分別如圖1,圖2所示。

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            2 硬件設(shè)計(jì)
            2.1 無線通信模塊設(shè)計(jì)
            nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于2.4~2.5 GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型ShockBurSt技術(shù),其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低,有多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便,圖3為它的應(yīng)用電路。

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            從單片機(jī)控制的角度來看,只需要將圖3中左邊的6個(gè)控制和數(shù)據(jù)信號(hào)與單片機(jī)通用I/O口相連。


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