无线温度采集与显示系统
无线温度采集与显示系统王苗青Research and Exploration |研究与探索•探讨与创新
摘要：本设计为无线温度采集与显示系统，该系统在工农业生产中具有极高的应用价值，为更好地完成本次设计，小 组设计成员在前期进行了精心准备，通过收集材料，请教教员，制定了一套可行的设计方案。为提高设计的效率，本设计 从硬件和软件两个方面入手。对各部分的电路进行了分析，最终成功地实现了系统的硬件电路。我们搜集资料后，将电路 原理图绘制了出来，并在线路板上接上了元件，完成了相应的硬件测试。依照硬件的设计和测控系统所需要实现的功能， 本设计也对软件进行了逐个设计，并通过多次的模拟运行、调试、修改，简化了软件系统，最终构成了一套较为完整的程 序系统。关键词：DS18B20 传感器；NRF905;AT89C51中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0711 ( 2017) 08 (下）-0194-02无线温度采集与显示系统是一种通过射频技术， 将采集到的信息传送并处理的无线测温装置。系统 主要包括传感器模块、接收发射模块、单片机处理 器模块以及数据显示模块四部分。传感器模块采用 的是DS18B20数字温度传感器芯片，中央处理器为 AT89C51单片机，NRF905作为无线收发装置。因 为采用了专业的无线发射装置NRF905,该系统具有 可靠性好，测量精度高，误差小，系统状态稳定等优 点。温度传感器是无线温度采集与显示系统的重要组 成部分，而其作为顶尖高新技术产品之一，在各行各 业的生产生活中都具有广泛的应用。1系统总体设计方案采用51单片机为核心控制器，测温装置采用专 业集成温度传感器DS18B20,无线发射接收模块采用 先进的NRF905模块，显示模块采用功能更为强大的 LCD1602液晶显示装置。1.1温度传感器的选择温度传感器采用DS18B20cDS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，在工农业生产中应 用较为广泛，其耐磨性好，轻巧灵便，接线方便，封装 类型多样等特点使其在各种狭小空间的温度监测和控制 领域具有较高的应用价值。测温范围在-55 ~ +125尤， 使用过程中不需要任何外围元件，且测温分辨率可达 0.0625度，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引 线和电路，且误差较小。(1)DS18B20特性。简单的多点分布应用，无需 外部器件，可通过数据线供电，零待机功耗。测温范围 -55 ~ +125尤，以0.5尤递增；温度以9位数字量读出； 温度数字量转换时间200ms。(2)DS1820的工作原理。DS1820是这样测温的：用具有较高温度系数振荡器确定一个门时期，在这段时 间内，计数器的计数脉冲对低温度系数振荡器计数，得 到温度值，计数器在计数器末端达到0之前预设在门周 围的对应于55尤的值，温度寄存器值增加，表明测量 温度大于55尤。1.2无线发射模块的元器件选择(1) NRF905简介。NRF905无线收发器工作在 433/868/915MHZ的ISM频段。主要由频率调制器、接收器、功率放大器、晶体振荡器和调节器五部分组成。 该模块在超低耗无线收发器、无线传感网络、无线数据 传输系统、遥感监测等领域应用广泛。且该发射模块可 以很容易通过SPI接口进行编程配置。且功率较小耗电 量较低。(2) NRF905的特性。输出频率4MHZ，外部时 钟脚负载为5PF，晶体为4MHZ，POWERDOWN模 式时SPI时钟为1MHZ，工作在433、868、915MHZ 的ISM频段；通道宽度和通道间隔为200kHZ。1.3 AT89C51 单片机(1) AT89C51 简介。AT89C51 是一种带 4K 字 节 FLASH 存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。(2) AT89C51特性。4K字节可编程FLASH存储器；寿命：一千写/擦循环；数据保留时间：10年； 三级程序存储器锁定。2硬件电路设计本论文设计的无线数据采集系统包括数据采集/传 输系统与数据接收系统。数据采集与传输系统由单片机、194 中国设备工程2017.08 (下
）hina中国Cpiant设备Engineering 工程温度传感器、无线传输芯片和天线组成。数据接收系统由 天线、无线接收芯片nRF905,单片机和液晶显示屏组成。 2.1温度采集发送系统设计温度采集与传输系统实现环境温度的采集，然 后转换成单片机所能识别的数字信号，信号无线模块 nRF905发射出去。(1) 温度采集模块。该模块是由美国达拉斯精选 公司开发的一种温度传感器DS18B20,用于温度采集。 DS18B20温度传感器的温度测量范围，负55到125度， 可实现9~ 12的温度分辨率，数据传输方式简单。该 信息通过单线接口发送给DS18B20，所以从主机CPU 到DS18B20只需要一行（接地线）〇DS18B20电源可 由数据线本身提供，无需外部电源。(2) 无线发送接收模块。无线传输模块选用低功 耗的无线射频收发芯片nRF905。芯片工作在ISM的 433mh频段，有一个完全集成的频率调制器和解调器、 接收器、功率放大器、晶体振荡器和一个调节器。芯片 能耗非常低，1〇dBm的的功率发射时，工作电流只有 30mA，接收电流仅为12.5mA，多种低功耗模式，待机 电流仅为12.5ua，节能设计更方便。2.2模拟SP丨口的实现因为单片机不存在SPI 口，为实现单片机nRF905 的通讯，需要模拟SPI端口，SPI端口可以通过SPI命 令设置。首先，必须建立设备的发送接收模式，以确保 有效的数据发送和接收。2.3液晶显示模块（LCD1602)液晶LCD1602显示，数符发生器ROM可以显示 192个字符，64个字节的自定义字符RAM，可以自定 义8个5^8点阵符或四个5^11点阵符。80个字节 的RAM，标准的接口特性，适配于M6800系列微处理 器的操作时序。该模块结构紧凑、装配容易、体积小， 像素尺寸小、分辨率高。2.4串行通信模块串行通信模块采用MAX232电平转换芯片，采用 RS232接口与PC机相连接，完成了单片机与PC机之 间的通信配置，串口控制登记端口可以设置串口通信频 率、数据位和波的频率的设计参数是9600bps、数据是 8位，1个停止位，无奇偶校验。3软件设计与调试(1) 采集模块软件设计。首先，令DS18B20初始 化，把收集到的温度信息发送到单片机，通过单片机的 P1.6和P1.7脚控制DS18B20的SCK和DATA。主机通过SPI接口向905配置寄存器写入信息并发送，在这 个时候将数据显示在LCD1602上。主要是用于和接收 模块显示的数据作为对比，检验发送过程是否出错。(2) 发送接收模块软件设计。发射部分的工作过程为：经过热电偶数字转换器对单片机的控制下，标准 热电偶进行收集温度数据的信息加以理后，再把信息发 送给单片机进行A/D转换，与此同时，由放大器将被测 热电偶的输出数据输入到单片机当中，单片机需先将这 些数据分组进行打包，然后将其发送给无线收发芯片。在采集模块软件设计这一部分开展的时候，第一步 是要把nRF905设置为发送状态，TX—EN=1，TRX_ CE=0。nRF905在ShockBurstTM发送模式的时候会自行生产CRC检验码和字头，在发送过程完成且数据准备 好引脚之后，微处理器会收到数据发射完毕的信息。由 以上所述的内容不难知道，nRF905的ShockBurstTM 收发模式的益处在于节省存储器和微控制器资源，以及 减少了编写程序所需要用的时间。(3) 显示模块软件设计。显示模块软件设计过程 为，第一步先将LCD1602初始化。利用数据传输端口 P0.0 ~ P0.6由单片机向显示器传输温度数据的信息。显 示LCD1602正确接收的数据信息转化成的温度信息。延 时0.8s后，对下一个时间段的温度数据进行重新读取， 进入循环。(4) 调试。软件调试时，我们主要使用了教员所 教的Proteus软件和keilC51两个软件。在软件调试的过 程中，我们先利用Proteus软件进行绘制电路图，并将各 个元器件的参数进行了设置。然后利用Keil C51软件进 行编写程序，并在编译后再利用Proteus软件中进行仿真。在元器件放置方面，把相互之间有所关联的元件 放在一起。例如为了提高电路的抗干扰能力，则接地线 应当选择形成闭合回路，电路提供的电源为+5 V稳压电 源。为了有利于得到没有误差的波特率，单片机应选用 12MHZ的晶振。选用这种晶振尤其有利于与单片机通信。4结语我们把大部分的时间用在了单片机软件程序的编辑 和调试以及电路模块的制作方面，测温方面由于选择了单 线数字温度传感器DS18B20，测温比较精准。在本次的 设计中，我们从开始的迷茫到最后的熟悉，经过了无数次 的学习。通过本次对毕业设计的学习，我们的学习能力与 实践能力都得到了极大的提升。实验的过程里，我们遭遇 过失败与挫折，但在教员的指导下都得到了克服。温度采 集与显示系统的完成，也给予我们信心与成就感。参考文献：[1] 高雪飞.基于nRF905的无线数据传输与液晶显示系统设计.[2] 祝凤莲.LCD1602在数学钟中的应用.[3] 马文伟.基于多元统计原理的室内舒适度评价系统的设计.[4] 张舒.基于nRF系列射频芯片的三导联心电遥测系统.[5] 林华.基于ARM的无线数据通信模块的实现.中国设备工程2017.08 (下）19
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基于RF的多点温度采集系统的设计与应用
２０１３年７月２５日第３０卷第４期 通缱电潦梭ｊＩ： Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｌｙ ２５，２０１３，Ｖｏ１．３０ Ｎ。．４
文章编号：１００９—３６６４（２０１３）０４—００４８—０３
基于ＲＦ的多点温度采集系统的设计与应用 ≤：：谶 应藏ｔ
马进，赵永，刘卫亮，马良玉，马一鸣 （华北电力大学控制与计算机工程学院，河北保定０７１００３）
摘要：为了研究太阳光照射条件下汽车内各个部位及车内空气温度的变化规律，设计了无线多点温度采集系统。该 方案以ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机为核心，采用ＤＳ１８Ｂ２０集成温度传感器测量车内各部位的温度，通过ｎＲＦ９０５射频无线收发模 块进行无线数据传输，使用ｖＢ语言编写上位机监控程序，将测量数据发送到上位机监控软件进行显示和数据保存。该 温度采集系统实现了汽车室内外温度数据的多点测量、无线传输、数据显示与数据自动保存，为研究车内温度变化规律提 供了实际的数据。 关键词：温度采集系统；无线；ｎＲＦ９０５；ＤＳ１８Ｂ２０ 中图分类号：ＴＫ３１１ 文献标识码：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏＦ Ｍｕｌｔｉ—Ｓｐｏｔｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＦ
ＭＡ Ｊｉｎ，ＺＨＡＯ Ｙｏｎｇ，ＬＩＵ Ｗｅｉ—ｌｉａｎｇ，ＭＡ Ｌｉａｎｇ－ｙｕ，Ｍａ Ｙｉ－ｍｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅ ｏｆ ｃａｒ ｐａｒｔｓ ａｎｄ ｉｎ－ｃａｒ ａｉｒ ｗｈｉｃｈ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｕｎｌｉｇｈｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｕｌｔｉ—ｓｐｏｔｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ。Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔａｋｅｎ ｔｈｅ ＳＴＣ８９Ｃ５２ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ，Ｔｈｅ ＤＳ１ ８Ｂ２０ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ ｉｓ ｔＯ ａｃｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｒ ｐａｒｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｎＲＦ９０５ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ｍｏｄｕｌｅ ｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｕｓｉｎｇ ＶＢ ｌａｎｇｕａｇｅ ｔＯ ｗｒｉｔｅ ＰＣ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｍ— ｐｅｒａｔｕｒｅ ｄａｔａ ｗｈｉｃｈ ｓｅｎｔ ｔＯ ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｄｉｓｐｌａｙ ｗｉｌｌ ｂｅ ｓａｖｅｄ ａｕｔｏｍａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｚｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ａｃｑｕｉｒｅ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—ｓｐｏｔｓ，ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ａｕｔｏ—ｓａｖｅ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅ ｏｆ ｉｎ－ｅａｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｗｉｒｅｌｅｓｓ；ｎＲＦ９０５；ＤＳ１８Ｂ２０
(完整版)基于stm32的温度测量系统
德州学院 物理与电子信息学院 2016届 物联网方向 毕业设计
1 基于STM32的温度测量系统
梁栋
(德州学院物理与电子信息学院，山东德州253023)
摘 要：温度是日常生活和农业生产中的一个重要参数，传统的温度计有反应缓慢，测量精度不高的和读数不方便等缺点，此外，通常需要人工去观测温度，比较繁琐，因而采用电子技术的温度测量就显得很有意义了。
面对电子信息技术的进步，生成了各种形式的温度测量系统。本文设计了一个基于以STM32为核心的温度测量与无线传送的系统，温度信息采集使用数字化温度传感器DS18B20，无线传输使用ATK-HC05蓝牙模块的智能测温系统。
关键词 STM32； DS18B20； TFTLCD； 智能测温系统
1 绪论
在现代社会的生产生活中，人们对于产品的精度要求越来越高，而温度是人们在生产生活中十分关注的参数，因此，对温度的测量以及监控就显得十分重要。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度的偏差进而引发事故。如化工业中做酶的发酵，必须时刻了解所发酵酶的温度才可以得到所需酶；文物的保护同样也离不开温度的采集，不仅在考古文物的出土时间上，还是在档案馆和纪念馆中，温度的控制也是藏品保存关键，所以温度的检测对其也是具有重要意义的；另外大型机房的温度的采集，超出此范围会影响服务器或系统的正常工作等等。传统方式监控温度往往很耗费人力，而且实时性差。本文就设计了一个基于STM32的温度测量系统，在测量温度的同时能实现无线传输与控制。
STM32RBT6具有较低的价格、较高的测量精度、便捷的操作，同时在编程方面STM32也具有和其他单片机的优势之处，如51要求从基层编程，而STM32所有的初始化和一些驱动的程序都是以模板的形式提供给开发者，在此开发者只需要了些其他的模块功能和工作方式和少量的语法知识便可以进行编程，此优势不但节约了时间，也为STM32的发展做出了强有力的铺垫，而且STM32目前是刚刚被作为主流开发的单片机，所以其前景是无可估量的，这次毕业设计也是看好了其优越的发展趋势来选择的。
基于单片机的多点无线温度监控系统
龙源期刊网
基于单片机的多点无线温度监控系统
作者：王彦敏
来源：《山东工业技术》2019年第15期
摘 要：多点无线温度监控系统主要借助温度传感器，完成多点温度数字信息采集工作，这种监控系统代替了传统的直接布线采集方式，也弥补了传统方式中的不足之处，该监控机洗主要基于单片机，在监控系统设计中，设计人员还要有效安排无线模块和数字温度传感器的位置，使其能完成无线信息采集工作，还要保证无线测温精度。该温度监控系统分为硬件和软件两部分，设计人员应基于总体方案设计内容，做好软硬件设计。
关键词：单片机；多点无线温度监控系统；设计
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.15.154
在温度信息采集中，无线温度监控系统实现了信息来源由单点向多点的转变，单片机在其中发挥了重要作用。该温度监控系统应用的单片机数量不止一个，设计人员需要妥善安排单片机的从属关系，使其能与软硬件功能相适应。另外在系统设计中，还要明确技术要点，使监控系统能实时采集信息。本文主要针对基于单片机的多点无线温度监控系统进行分析。
1 总体方案设计
多点无线温度监控系统主要包括数字温度传感器和无线模块，前者主要采取DS18B20型号，其主要完成温度测量、传感工作，其主要将温度信息传递给主机，使温度信息显示在显示屏幕中。单片机主要应用在主机内部，主机和从机通过无线模块连接在一起，两者信息交互过程便是温度传感器传感信息的过程[1]。
2 系统硬件设计
从总体设计来看，多点无线温度监控系统作用过程主要发生在主从机上，所以主机系统和从机系统是整个系统的主要分属子系统，在主机系统中，除却中央控制中心MCU外，显示屏幕及无线模块等也是主机系统重要组成部分。在从机系统中，其也存在自己的中央控制中心MCU，也有无线模块来完成传感工作，其温度检测模块数量有很多，可及时反馈不同点的温度变化，使监控系统实现多点温度信息采集目的。主机系统有一个，从机系统有多个。在系统硬件设计中，相关人员还要做好以下设计工作。
美国MESALABS Data Trace(温度、压力、湿度)数据采集器
DataTrace® MPIII 数据采集系统是一款功能强大，应用范围宽广的无线数据采集系统。它由两部分组成：结构小巧轻便的数据采集器、用于读取和编辑数据的电脑接口和软件。可用于产品生产、存储和运输过程中温度、压力、相对湿度的监测。
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（湿度数据采集器）（温度数据采集器）（压力数据采集器）
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1、无线数据采集;
2、大范围高精度;
3、用于现场校准，电池可更换;
4、16,000 个 NIST 可追踪的数据点;
5、满足 FDA 21 CFR Part 11(联邦法规 21 章第 11 款)的标准;
6、本质安全
应用范围：制药和医疗;食品和饮料;环氧乙烷灭菌;灭菌验证;工艺设备和消毒;产品加工和储存;纺织制造;电子、化工、航空航天和其它工业的热加工过程。
技术参数：
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基于单片机的多点无线温度监控系统设计-毕业设计
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前言
在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此，单片机广泛用于现代工业控制中。
随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重-
安科瑞ARTM-Pn 无线测温采集装置安装使用说明书
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ARTM-Pn无线测温采集装置
ARTM-Pnwirelesstemperaturemeasuringequipment
安装使用说明书V2.0
Installation&OperationManualV2.0
安科瑞电气股份有限公司AcrelCo.,
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1安装使用指南.................................................................................................................................1
基于MAX6675的多路温度采集与无线传送系统
基于MAX6675的多路温度采集与无线传送系统
何晓峰;王建中;王再富
【摘 要】针对高温恶劣工业生产环境的测温系统,该文设计了一个利用微处理器控制K型热电偶和K型热电偶模数转换芯片MAX6675进行多路温度采集,并通过RS485无线透传模块将温度数据传给上位机的系统,对温度数据采集与无线传输技术作了详细的论述.实验结果表明,该系统能在系统允许的误差范围内准确地采集温度数据,并实时、稳定、准确地将数据通过无线方式传给计算机,证明了整个系统的良好性能.
【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》
【年(卷),期】2012(032)004
【总页数】4页(P154-157)
【关键词】温度采集;热电偶;无线传输
【作 者】何晓峰;王建中;王再富
【作者单位】杭州电子科技大学信息与控制研究所,浙江杭州310018;杭州电子科技大学信息与控制研究所,浙江杭州310018;杭州电子科技大学信息与控制研究所,浙江杭州310018
【正文语种】中 文
【中图分类】TP393
0 引言 热电偶是将温度量转换成电势量的温度传感器，K型热电偶是目前工业生产过程中常用的温度传感器，它可直接测量0～+1 300℃范围内的液体蒸汽、气体介质和固体表面温度。但是热电偶输出信号微弱，且在测温范围内存在明显的非线性、冷端补偿等问题［1］，这些信号需经过放大、线性化以及模数转换后才能与CPU通讯，造成温度采集精度不理想，本文采用K型热电偶模数转换芯片(MAX6675)解决以上问题［2］，系统通过控制器(STM32F103C8T6)对MAX6675和K型热电偶控制进行多路温度采集［3］，并利用CC1110无线收发模块进行点对点的传输。本文详细给出系统简介、系统软件设计、温度采集精度和无线传输性能的分析。
1 系统简介
系统结构图如图1所示，系统主要由无线收发模块、控制器、AD转换模块、冷端补偿、信号调理、温度传感器、计算机等构成。图1中，AD转换模块、冷端补偿、信号调理3个部分采用MAX6675芯片，MAX6675是MAXIM公司的K型热电偶模数转换芯片，它能独立完成信号放大、冷端补偿、线性化、A/D转换及SPI串口数字化输出功能，大大简化了热电偶测量装置的软硬件设计。MAX6675主要特点:可将温度信号转换成12位数字量，具有0～+1 023.75℃的测温范围，温度分辨率达0.25℃，在0～700℃的测量误差为±2℃;工作温度为－20～+85℃，内部具有冷端补偿电路，当冷端温度波动时，MAX6675仍能精确检测热端的温度变化。
嵌入式无线温度采集系统的设计
《农业网络信息》２叭０年第１０期 研究与开发
嵌入式无线温度采集系统的设计
阮忠 ，邹琦萍 （１．河池学院计算机与信息科学系，宜州５４６３００；２．河池学院物理与电子Ｔ程系，宜州５４６３００） 摘要：系统以ＡＲＭ９２０Ｔ内核￥３Ｃ２４１０芯片作为核心处理器，以嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统作为软件资源的核心，通过无 线收发模块ＣＣＩ１００完成数据的传输，并把采集的数据信息显示在ＬＣＤ上，系统利用Ｃ语言完成了软件设计。实验证 明，系统具有较好的实时性、方便性和安全性，可用于工农业各个领域的实时温度采集。 关键词：￥３Ｃ２４１０温度采集；嵌入式系统；ＡＲＭ无线；ＤＳ１８Ｂ２０ 中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章编码：１６７２—６２５１（２０１０）１０－００２７－０３ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ＲＵＡＮ Ｚｈｏｎｇ ，ＺＯＵ Ｑｉｐｉｎｇ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｈｆｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｈｅｃｈｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｚｈｏｕ ５４６３００； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈｅｃｈｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｚｈｏｕ ５４６３００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭ９２０Ｔ ｋｅｒｎｅｌ￥３Ｃ２４１０ ｃｈｉｐ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ—ａｎｄ ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ａｎｄ ｂｙ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ ＣＣ１ １００，ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗａｓ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｄａｔａ ｗｅｒｅ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｏｎ ＬＣＤ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｃ ｌａｎｇｕａｇｅ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ｅａｓｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ａｒｅａｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｏｒ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：￥３Ｃ２４１０ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ；ＡＲＭ ｗｉｒｅｌｅｓｓ；ＤＳ１８Ｂ２０ 在工农业领域和日常生活中，温度是最常用的被 控参数之一。目前，嵌入式系统发展迅速，具有代码 少、速度快等特点，适合于可靠性和精度要求高的温 度实时系统。研究设计了一种结合嵌入式技术和无线 传感器技术的无线温度采集系统，系统具有高性能、 低功耗的特点，以及快速处理数据的能力。 ｌ系统总体设计 无线温度采集系统主要由温度信号采集模块、 ＡＲＭ９２０Ｔ控制模块、无线收发模块、显示模块和供电 模块组成。无线温度采集系统的核心采用韩国三星公 司推出的ＡＲＭ９２０Ｔ内核￥３Ｃ２４１０的３２位嵌入式微处 理器，信号采集模块选用温度传感器ＤＳ１８Ｂ２０，无线 收发模块选用ＣＨＩＰＣ０Ｎ公司生产的ＣＣｌ１００芯片。系 统通过ＤＳ１８Ｂ２０实时采集温度数据，利用函数初始化 设置ＣＣ１１００芯片的各个寄存器，并通过ＳＰＩ串行接 口把温度数据发送到ＣＣ１１００芯片上。当ＣＣＩ１００接 收到调制数据后，先对数据进行解调，再将数据传送 到￥３Ｃ２４１０上．￥３Ｃ２４１０经过编制程序对数据进行处 理，最后把温度数据显示在ＬＣＤ液晶显示屏上。系统 框图如图ｌ所示。 ｌ信号采集模块 显示模块 控制模块 供电模块 ｛｝ ｛无线收发模块。 图ｌ系统框图 系统通过设定温度测量时的上下界限，将环境温 度控制在所要求的范围内，当温度超出设定的范围 时，系统发出报警信号。通过ＵＡＲＴ串行接口，控制 模块可以与ＰＣ进行数据通信，并绘制出温度实时曲 线，达到更加直观、实时的无线温度测量。 ２系统硬件 ２．１控制模块 ＡＲＭ９的￥３Ｃ２４１０芯片是整个系统的核心，直接 控制ＤＳ１８Ｂ２０进行温度信号的采集，工作频率最高为 ２０２ＭＨｚ ２片ＳＤＲＡＭ，每片容量为３２ＭＢ，用来存取 作者简介：阮忠（１９７３一），男，硕士，副教授，研究方向：嵌入式系统与计算机网络安全。
基于ZigBee技术的低功耗无线温度传输系统设计
基于ZigBee技术的低功耗无线温度传输系统设计
摘要:基于ZigBee无线传感器网络节点功能及温度采集参数算法,结合标准PT100输入接口,采用掌上智能终端PDA作为中继显示,设计了ZigBee低功耗无线温度数据采集及传输系统,并进行了调试和实验,实验结果表明,该系统可实现在70m范围内实时传送采集到的温度数据,系统功耗<20mA。
关键词:无线传感器网络 ZigBee 低功耗 温度采集
ZigBee无线传感器网络技术作为一种全新的短距离无线通信技术,在智能控制、无线监控及环境监测等领域得到了广泛应用。在有线数据采集及传输过程中,存在着系统布线麻烦、功耗大、代价高的问题,而采用传统的无线数据采集及传输方式,也存在着通信协议复杂、系统代价高及功耗大的缺点。在基于ZigBee的无线传感器网络中,可以由全功能设备作为Sink节点,终端节点一般使用削减功能设备来降低系统的成本和功耗,来提高电池的使用寿命。通过研究降低ZigBee节点功耗的方法来实现低功耗温度数据采集及传输。
本文基于ZigBee无线传感器网络节点的硬件原理及软件设计方法,应用ZigBee CC2430芯片实现了ZigBee无线传感器网络温度数据采集节点的硬件及软件设计,搭建了基于ZigBee的低功耗温度数据采集及传输系统,同时结合掌上智能PDA以及上位机,在服务端实现了传感器采集温度数据的监控系统。
1 设计方案
工业现场常常需要采集大量的现场数据,并需要将采集到的数据传输到主机进行处理和分析,数据采集及传输的性能将会直接影响到整个系统的功效。在一些情况下,数据的传输如果采用有线网络,则存在维护难、可靠性低等问题,采用基于ZigBee的无线传感器网络技术实现温度等数据采集及通信是一种切实可行的方案。选取TI公司CC2420芯片来实现ZigBee温度数据采集系统的应用。掌上终端PDA数据采集系统在无线传感器网络中,不仅可以与网内其他节点通过CC2430无线射频模块实现无线通信,还可以与系统中的上位机服务器进行数据交互。实际设计中通过掌上终端PDA中的无线通信模块ZigBee开始建立一个网络,子节点模块加入网络,组网过程是自动进行的,无需人工干预。
基于nRF9E5的火电厂温度无线采集系统设计
墨墨 ！： ！ ＣＮ ２２—１３２３／Ｎ 长春 程学院学报（自然科学版）２０１１年第１２卷第２期 Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．）．２０１１．Ｖｏ１．１２．Ｎｏ．２ １４／３９ Ｓ１—５４
基于ｎＲＦ９Ｅ５的火电厂温度无线采集系统设计
季鹏伟 ，陈晓亮。
（１．长春工程学院能源动力工程学院，长春１３００１２；２．内蒙古京科发电有限公司，巴彦呼舒镇０２９４００）
摘 要：火电厂热力特性试验温度的：采集系统多数
采用有线方式，该系统布线复杂、成本高。为了节省
布线时间、减少试验费用，提出了一种基于ｎＲＦｇＥ５
的温度无线采集系统。
关键词：热力特性；温度；ｎＲＦ９Ｅ５；无线采集系统
中图分类号：ＴＫ３ｌ１ 文献标志码：Ａ
文章编号：１００９－８９８４（２Ｏｌ１）０２—００５】－０４
０ 引言
汽轮机是火电厂的重要动力设备，汽轮机运行
的好坏，直接关系到电厂的安全性和经济性，因此保
证汽轮机的安全是整个汽机运行人员的重要职责。
由于汽轮发电机组技术上精密、系统和结构复杂，要
保证安全经济运行，必须要掌握它的热力特性，而热
力特性必须要通过热力试验来取得。因此，在机组
ＡＮ３ ＡＮ２ ＡＮｌ ＡＮ０ ＡＲＥＦ
ＶＳＳ ＶＳＳ ＶＳＳ ＶＳＳ ＶＳＳ ＶＤＤ ＶＤＤ ＶＤＤ
收稿日期：２０１１—０５—２４ 作者简介：季鹏伟（１９６８一）。女（汉）．辽宁，副教授
主要研究热力设备经济运行。 大、小修后及新安装机组投运之前，必须对其进行热
力试验ｎ］。火电厂汽轮机热力试验一般采用有线数
据采集系统，每次试验都要布置８Ｏ根左右的测量线
缆，带来布线复杂、维护困难、成本高等一系列问题。
与有线技术相比，无线技术主要具有成本低、携带方
便、省去布线烦恼等优点。基于ｎＲＦ９Ｅ５的温度无
线采集系统由多个无线采集端节点和１个主控单元
组成。无线采集端节点工作在各个测试地点，进行