温度无线采集的系统设计

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【摘要】随着工农业生产对温湿度的要求越来越高，准确测量温度变得至关重要。本文设计的目的主要是利用传感器采集外界的温度度，
2 p; H2 C: D$ B( ^; C( Y0 b利用无线传输实现在上住机显示采集到的温度。本文主要利用温度传感器采集温度的模拟量．并且利用放大电路将测量的小信号放大，然后利
用AD转换器将放大后的模拟量转换为单片机能够识别的数字量，并由单片机进行处理。并通过无线传输模块将测量的数值传输给PC机。本
! i; _' I2 y- J  Q5 |- f设计结构简单，但应用范围广泛，使用方便，而且节约资源，同时可以进行远距离的监控。
. `' Y5 i, K) U! A% y
2 a* \- Z3 D6 d: N9 W# y1．引言
温度的测量广泛应用于工业过程、农业温室、仓库和智能建筑等
领域，随着社会的发展和生活水平的提高，小型、灵敏的温度测茸系统
5 @! m$ @9 ?% b1 S) w3 F$ o; e1 U在现代生活中，尤其是在智能温湿大棚和智能办公大厦中有着广阏的
. F: Z5 f9 a' D  M) ]9 Z$ F0 X应用前景。在工农业生产、气象、环保、国防、科研、航天等部门．经常需
要对环境温度进行测量及控制。准确测量温度对于生物制药、食品加
  B+ T+ N: f: M工、造纸等行业更是至关重要的。在农业领域，尤其一些经济作物的生
/ ]7 f% k: U- }/ T6 h8 j: L$ i产，在其幼苗期要详细记录温湿度值，准确及时地测黉土壤潮及温度。
能够保证农作物的良好生跃，对于农作物的高产与丰收起到关键作
, y0 I8 q! X* n: A' ~用，同时使水资源得到最优配置。
9 m6 ^! E) ^7 T2．方案设计
# c, W( R+ P/ D3 Q温度采集系统整体硬件结构主要由温度测量系统，单片机处理系
- e  i3 O' k3 ]7 f. ]8 L统，无线串行接口通信，PC机数据管理部分与直流电源系统几大部分
组成。它的原理框图如图1所示。
3 J; O2 E% e# G8 O, y: D2 i2 D3 e原理是用模拟传感器，通过模数转换电路向单片机传送数字量．
再通过无线传输模块传到微机上。各组成部分的作用如下。
图1 温度采集系统硬件结构框图
: k, R; i* I: W0 J温度测景系统：包括模拟温度传感器、放大器、A，D转换电路组
成。完成数据采集的功能，把被测量转换成数字信号。其中传感器将被
测信号量转换成电压量；放大器将传感器输出的小信号放大．放大器
的输出结果满足模数转换的转换范嗣；A，IJ转换(模数转换)将模拟量
, N0 x/ h; {9 t, c7 U/ }转换成数字量。
4 Y3 ]. L* O5 B单片机处理系统：从发送端(模数转换)接收数据，并对接收到的
数据进行编码，然后通过输出端口输出。
. X! H% D. q! z* ?  ~. Y3 h无线串行通信电路：由单片射频收发芯片nRF401和MAX232电
  O0 y8 V) q& E8 I7 q" b5 T" _" m平转换芯片组成。实现单片机与微机的无线串行通信。．
% ]3 n9 v$ R7 c' b+ R2 r8 U数据接收、显示部分：接收并用PC机显示无线传输来的数据。
3．硬件电路设计
' q1 I2 i0 Z; a" T4 l9 K% k3．1传感器及接口电路
本设计的温度测量电路如图2所示，温度传感器选择电流输出的
6 s4 F& ?9 p# i7 t9 f2 T温度传感器AD590。AD590相当于一个恒定的电流源，其输出电流足
  ?" v2 s' a$ f6 \: @以绝对温度零度(-273℃)为基准，每增加1℃，它会增加1肚输出电
2 g' Q  j4 B0 i/ h流。由于被测物理量经传感器转换得到的电信号的幅度(如电流、电压
等)往往很小，不适合进行A／D转换，因为，ADc0809的精度有限，小
信号转换后数值差距很小，误差较大，因此，需对这些模拟电信号进行
7 p- k: r; R% m9 t7 v0 D$ A放大处理。
AD590的输出电流IO=(273+T)“A(T为摄氏温度)。因此测量的
6 O% T+ O3 X( O1 x% q电压为U0=(273+T)仙A×10K=(2．73+T，100)V。
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