无线射频数据采集系统的研究与设计

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摘要：随着科学技术的发展，人们对居住环境越来越高的要求导致了智能家居概念的产生。智能家居中，对当前环境状况的监测分析是首要的，本文所设计的无线数据采集系统即是针对智能家居中布线不便时对室内生活环境指标数据进行采集分析的解决方案。论文研究的主要内容如下:
(1）分析了当前数据采集系统的相关技术现状以及主要的短距离无线通信技术，并对几种短距离无线通信技术作了比较。将无线通信技术引入数据采集领域，针对实际应用需求设计了系统总体方案，完成了数据采集节点和终端的结构设计。
% L% T/ k: a+ S8 H; P5 r; h! V(2）以低功耗为选择元器件的原则，结合实际情况选取了合适的传感器以及mcu，通过对两大无线IC设计公司NORDIC和Chipcon的几款芯片做比较，确定了以PTR8000为核心的无线收发方案。文中给出了相应的传感器设计要点，重点介绍了温度和湿度传感器采集节点的测量设计方案，并通过软件控制元器件工作模式等方式实现了系统的低功耗设计。
; F! x1 C0 E! X. E(3）完成了无线数据采集节点的硬件电路设计工作。主要包括传感器接口电路设计及数据采集与处理相关程序设计、无线射频模块的接口设计以及单片机与PC通信的接口设计。最终实现了低功耗、数据传输可靠的无线数据传输系统，本系统可以很好的完成对当前室内生活环境指标的采集分析任务。
' O9 N$ e1 v8 t本文研究设计的智能家居无线数据采集系统也可以通过对传感器节点的改进，进一步拓展至其它诸如工业控制、仪器仪表等领域对象的状态监测。
关键词:智能家居;数据采集;无线通信;传感器

- s* [9 v* d8 x       数据采集技术是信息科学的重要组成部分，已广泛应用于各个领域。在数据传输方式上，目前数据采集系统基本上是通过有线方式进行连接，有线方式的数据传输速度快，可靠性高且运行稳定，能满足大多数情况的需要，但是其应用受现场环境和应用对象的限制。近年来，随着射频技术、微电子技术及集成电路技术的进步，无线通信技术取得了飞速的发展，无线通信的实现成本越来越低，传输速度越来越快，可靠性越来越高，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。短距离无线通信技术是近年来的研究热点，将无线技术引入数据采集领域，可以解决某些无法或不便布线的环境下的数据采集问题，以及解决有线网络带来的布线麻烦、不易维护等缺点。本文所研究的数据采集系统是应用于智能家居领域的，但也可以进一步拓展至其它诸如工业控制、仪器仪表等领域对象的状态监测。

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数据采集技术是信息科学的重要组成部分