下位溫度采集終端系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了下位溫度采集終端系統(tǒng)，包括單片機(jī)、以及與單片機(jī)連接的電源及復(fù)位電路、按鍵電路、液晶顯示電路、熱敏電阻電路NTC、以及單片射頻收發(fā)器nRF24L01。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可進(jìn)行多點(diǎn)溫度檢測，是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的無線溫度檢測系統(tǒng)，低功耗、實(shí)時性的無線溫度檢測是本發(fā)明的最大特點(diǎn)。
【專利說明】下位溫度采集終端系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)溫度采集，具體是指下位溫度采集終端系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度在人類日常生活中扮演著極其重要的角色，同時在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度檢測具有十分重要的意義。現(xiàn)階段溫度檢測主要是有線定點(diǎn)溫度檢測，其溫度檢測原理為單片機(jī)利用溫度傳感器檢測溫度，并在數(shù)碼管或IXD上進(jìn)行溫度顯示。同時由于系統(tǒng)沒有報警功能，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)的檢測喪失了實(shí)時性。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)置儀表測量溫度也不現(xiàn)實(shí)，因此采用無線方式進(jìn)行溫度檢測尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供下位溫度采集終端系統(tǒng)，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可進(jìn)行多點(diǎn)溫度檢測，是可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的無線溫度檢測系統(tǒng)，低功耗、實(shí)時性的無線溫度檢測是本發(fā)明的最大特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方案如下:下位溫度采集終端系統(tǒng)，包括下位機(jī)、以及與下位機(jī)連接的單片射頻收發(fā)器nRF24L01，所述下位機(jī)主要由單片機(jī)、以及與單片機(jī)連接的電源及復(fù)位電路、按鍵電路、液晶顯示電路、熱敏電阻電路NTC構(gòu)成，所述單片射頻收發(fā)器nRF24L01與單片機(jī)連接。
[0005]所述單片射頻收發(fā)器nRF24L01的包括發(fā)生或接受模式選擇端口 CE、SPI片選端口CSN, SPI時鐘端口 SCLK、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 MOS1、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口 MIS0、可屏蔽中斷輸出端口 IRQ，所述單片機(jī)包括通用I / O接口，其I / O接口包括P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口，所述發(fā)生或接受模式選擇端口 CE與P0.0端口連接，SPI片選端口 CSN與P0.1端口連接，SPI時鐘端口 SCLK與P0.2端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 MOSI與P0.3端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口 MISO與P0.4端口連接，可屏蔽中斷輸出端口 IRQ與P0.5端口連接。
[0006]所述熱敏電阻電路NTC包括依次連接于電源Vcc的熱敏電阻R1NTC、電阻R3、可調(diào)電阻R2構(gòu)成，所述可調(diào)電阻R2接地，且所述熱敏電阻RlNTC和電阻R3的連接端引有Uo電壓輸出端，所述Uo電壓輸出端與單片機(jī)連接。
[0007]所述單片機(jī)為型號是MSP430F149的單片機(jī)。
[0008]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程為:測試系統(tǒng)整體分為下位溫度采集終端系統(tǒng)、上位機(jī)和PC機(jī)三部分。PC機(jī)是整個系統(tǒng)的最上層，負(fù)責(zé)對下位溫度采集終端系統(tǒng)的控制和管理，并對收集到的各個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理。由于下位溫度采集終端系統(tǒng)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)與下位溫度采集終端系統(tǒng)通過無線模塊通信，上位機(jī)與PC機(jī)采用有線連接。
[0009]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)，利用其中的一個串行口與PC機(jī)進(jìn)行通訊時，兩者之間必須通過RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片。單片機(jī)與單片射頻收發(fā)器nRF24L01通訊時可通過通用I / O口模擬串口通訊?，F(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)的采集是利用熱敏電阻RlNTC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，可以簡化電路，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。將按鍵電路作為輸入模塊，用來改變溫度報警的上下限。由于設(shè)計(jì)要求不需要太多內(nèi)容的顯示，考慮到功耗及性價比，可以自制一個簡易段碼液晶用于顯示。
[0010]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。
[0011]從單片機(jī)控制的角度來看，只需要將nRF24L016個控制和數(shù)據(jù)信號與單片機(jī)通用I / O 口相連，即，所述單片射頻收發(fā)器nRF24L01的包括發(fā)生或接受模式選擇端口 CE、SPI片選端口 CSN、SPI時鐘端口 SCLK、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 M0S1、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口MIS0、可屏蔽中斷輸出端口 IRQ，所述單片機(jī)包括通用I / O接口，其I / O接口包括P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口，所述發(fā)生或接受模式選擇端口 CE與P0.0端口連接，SPI片選端口 CSN與P0.1端口連接，SPI時鐘端口 SCLK與P0.2端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 MOSI與P0.3端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口 MISO與P0.4端口連接，可屏蔽中斷輸出端口 IRQ與P0.5端口連接。
[0012]為了使整個系統(tǒng)的功耗更低，采用低功耗的熱敏電阻RlNTC和MSP430149內(nèi)部自帶的12位A / D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)溫度的采集功能。其理論分析與計(jì)算電阻值和溫度變化之間的關(guān)系如下列式(I)所示:
【權(quán)利要求】
1.下位溫度采集終端系統(tǒng)，其特征在于:包括下位機(jī)、以及與下位機(jī)連接的單片射頻收發(fā)器nRF24L01，所述下位機(jī)主要由單片機(jī)、以及與單片機(jī)連接的電源及復(fù)位電路、按鍵電路、液晶顯示電路、熱敏電阻電路NTC構(gòu)成，所述單片射頻收發(fā)器nRF24L01與單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位溫度采集終端系統(tǒng)，其特征在于:所述單片射頻收發(fā)器nRF24L01的包括發(fā)生或接受模式選擇端口 CE、SPI片選端口 CSN、SPI時鐘端口 SCLK、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 MOS1、SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口 MISO、可屏蔽中斷輸出端口 IRQ，所述單片機(jī)包括通用I / O接口，其I / O接口包括P0.0端口、P0.1端口、P0.2端口、P0.3端口、P0.4端口、P0.5端口，所述發(fā)生或接受模式選擇端口 CE與P0.0端口連接，SPI片選端口 CSN與P0.1端口連接，SPI時鐘端口 SCLK與P0.2端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸入端口 MOSI與P0.3端口連接，SPI從機(jī)數(shù)據(jù)輸出端口 MISO與P0.4端口連接，可屏蔽中斷輸出端口 IRQ與P0.5端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下位溫度采集終端系統(tǒng)，其特征在于:所述熱敏電阻電路NTC包括依次連接于電源Vcc的熱敏電阻R1NTC、電阻R3、可調(diào)電阻R2構(gòu)成，所述可調(diào)電阻R2接地，且所述熱敏電阻RlNTC和電阻R3的連接端引有Uo電壓輸出端，所述Uo電壓輸出端與單片機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的下位溫度采集終端系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)為型號是MSP430F149的單片機(jī)。
【文檔編號】G01K7/24GK103630260SQ201210305195
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】李強(qiáng) 申請人:成都眾山科技有限公司