摘要:本文设计了一种新型的采用单片机技术、无线传感器网络技术实现无线温度采集系统。主控机nRF24E01接收温度传感器DS18B20采集到的温度信息,无线传输到接收模块,并上传到上位机上,上位机可以进一步分析统计存储显示等。整个无线温度采集系统大小可以灵活配置,而且传感器采用无线方式布局,不需要布线。
1 引言
温度采集系统所采集的温度信息通常通过RS485、CAN总线通信方式传输至上位机,但这种方式维护较困难,不利于工业现场生产;而无线通信GPRS技术传输距离长,通信可靠稳定,但设计复杂、成本昂贵、后期运转成本高。这里采用工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片nRF24E01型无线收发器件实现系统间的无线通信,完成无线信号的接收、显示及报警功能。
2 nRF24E01简介
nRF24E1收发器是Nordic VLSI推出的系统级芯片,采用先进的0.18μs CMOS工艺、36引脚QFN封装;以nRF2401/02芯片结构为基础,将射频、8051MCU、9输入12位ADC、125通道、UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单芯片中; nRF24E01是一款工业级内置硬件链路层协议的低成本无线收发器。该器件工作于2.4GHz全球开放ISM频段,内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块,并融合增强型ShockBurst技术,其输出功率和通信频道可通过程序配置。拥有ShockBurst和Enhanced ShockBurst两种数据传输模式。nRF24E01功耗低,以-6 dBm的功率发射时,工作电流仅9 mA;接收时,工作电流仅12.3 mA,多种低功率工作模式(掉电和空闲模式)更利于节能设计。nRF24E1/nRF24E2适用于无线鼠标和键盘、无线手持终端、无线频率识别、数字视频、遥控和汽车电子及其它短距离无线高速应用。
3 系统硬件设计
系统硬件设计主要由采集发送和接收显示两部分组成。图1为采集发送电路原理图,该电路主要由温度传感器DS18B20和nRF24E01组成。
图1采集发送电路原理图