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在现代生产生活中,环境条件中的温度指标是许多场合的重要参数。在许多场合都需要对温度参数进行监测,以做出相应处理,使设备和系统运行在最佳状态。因此,研制可靠且实用的温度监测系统意义非常重大。随着无线传输技术的迅速发展,短距离无线通信技术被越来越多的应用到各种不适合布线的场合,给人们带来了极大的便利。基于此,本文提出以nRF24E1射频芯片为核心,构建无线温度数据采集系统,并对该无线传输系统进行了深入研究。通过本系统,可以方便迅速地采集到距接收端30m内任意位置的温度数据,可适用多种场合的应用。
本研究以射频收发芯片nRF24E1为核心,以模块化设计为指导思想,构建无线数据采集系统。该系统由采集模块和无线传输模块两部分组成。数据采集模块以数字式温度传感器DS18820检测温度数据,然后将检测到的数据经简单处理后通过nRF24E1射频模块发送出去。通过对所选温度传感器DS18820和MCU等电子元器件的结构分析,以及各元器件的电气特性要求,结合PCB设计原则和各种经验,设计出合理的采集端硬件电路,并编制相应软件进行控制。同样,无线传输模块通过nRF24E1芯片收发数据并进行处理。由于nRF24E1是一种集成有MCU的射频芯片,所以它具备数据处理、射频收发、自动CRC校验等功能。nRF24E1芯片集成度高,所需外围元件少,所以硬件电路设计相对简单。围绕无线传输模块编制的相应软件和采集模块软件相互配合,共同管理整个系统的正常运行。无线传输的接收端设计有MAX232接口,可通过RS232直接将采集到的数据送PC机显示或存储,也可通过nRF24E1自带的SPI接口将采集数据传送到ARM7芯片上,进行协议转换后送入以太网,以实现远程监控。
通过试验和调试证实,该数据采集系统满足短距离无线通信要求,采集数据速度快,结果准确可靠。这样一个高速、方便的数据采集和传输系统在现代工业和科研领域具有普遍的应用价值。