摘要：溫度是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的過(guò)程量，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。針對(duì)傳統(tǒng)溫度巡檢系統(tǒng)長(zhǎng)線(xiàn)傳輸成本高、精度低以及不易維護(hù)等弊端，以ADI公司最新開(kāi)發(fā)的內(nèi)置射頻傳輸功能的ADuCRF101微控制器為核心，對(duì)煙草生產(chǎn)過(guò)程中的煙葉貯存溫度巡檢系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)多點(diǎn)溫度信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性。

　　引言

　　煙草廠(chǎng)內(nèi)的溫度情況是煙草貯存和生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要參量。在煙草烤制完畢的貯存階段，工作人員要實(shí)時(shí)地對(duì)煙草垛內(nèi)的溫度進(jìn)行測(cè)量并記錄，從而保證煙草不會(huì)產(chǎn)生霉變等問(wèn)題。目前，工業(yè)生產(chǎn)中使用較多的是傳統(tǒng)的采用有線(xiàn)傳輸方式的巡檢系統(tǒng)，這類(lèi)系統(tǒng)不僅布線(xiàn)和維護(hù)成本高，而且長(zhǎng)線(xiàn)傳輸精度也得不到保證。本設(shè)計(jì)采用ADuCRF101微控制器為核心，設(shè)計(jì)了一套對(duì)工廠(chǎng)煙草垛內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的巡檢系統(tǒng)。利用ADuCRF101微控制器特有的射頻傳輸功能，可以方便地進(jìn)行信息的遠(yuǎn)程傳輸和控制。同時(shí)，該系統(tǒng)在糧倉(cāng)、冷庫(kù)和智能建筑場(chǎng)合都可以使用，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　溫度巡檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)由溫度檢測(cè)單元、運(yùn)算處理與射頻發(fā)射單元、射頻接收單元及外圍輔助單元構(gòu)成。其中溫度檢測(cè)單元采用3組共24支測(cè)溫儀表構(gòu)成檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，能夠覆蓋倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的所有煙草垛。測(cè)溫儀表可以直接檢測(cè)到煙草垛內(nèi)部溫度變化，并輸出范圍在4~20mA的電流信號(hào)。信號(hào)經(jīng)采樣電阻采集后送入ADuCRF101的差分ADC接口，轉(zhuǎn)換成可供微控制器處理的數(shù)字信號(hào)，主機(jī)微控制器處理完成后通過(guò)其內(nèi)置的射頻發(fā)送模塊將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)端控制室的接收機(jī)，接收機(jī)再將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)或?qū)Ξ惓?shù)據(jù)做出報(bào)警提示?！　?/p>

 

　　硬件單元設(shè)計(jì)

　　控制器及射頻收發(fā)單元

　　本系統(tǒng)中的控制器及射頻收發(fā)單元采用ADuCRF101微控制器。ADuCRF101是ADI公司最新開(kāi)發(fā)的一款針對(duì)低功耗無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的精密微控制器。該器件內(nèi)置431~464MHz和862~928MHz UHF收發(fā)器、低功耗ARM Cortex-M3內(nèi)核和Flash/EE存儲(chǔ)器，并集成了一系列片內(nèi)外設(shè)，用戶(hù)可以根據(jù)應(yīng)用需要通過(guò)微控制器軟件控制進(jìn)行配置。這些外設(shè)包括：UART、I2C和SPI串行接口、6通道單端或3通道差分ADC、29引腳GPIO端口、8通道PWM、2個(gè)通用定時(shí)器、喚醒定時(shí)器及系統(tǒng)看門(mén)狗定時(shí)器。ADuCRF101可以直接采用3.6V電池供電，專(zhuān)門(mén)針對(duì)低功耗工作而設(shè)計(jì)，通過(guò)使用自主包處理器能最大程度地降低無(wú)線(xiàn)通信期間的系統(tǒng)功耗。