引言

隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)溫度采集的實(shí)時(shí)性、高效率和低耗能的要求不斷提高，而且許多測(cè)量溫度的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境非常惡劣，使操作人員難以到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。對(duì)此，需要一種能夠自動(dòng)采集、處理并能夠無線傳送數(shù)據(jù)的溫度采集系統(tǒng)。同時(shí)，為了節(jié)省使用成本以及維護(hù)，此系統(tǒng)還需要具備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的性能。因此，開發(fā)一種低功耗并且能夠無線傳輸數(shù)據(jù)的溫度采集系統(tǒng)，能夠彌補(bǔ)目前溫度采集領(lǐng)域的缺陷。

參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)雖然具有低功耗性能，但是都必須用線路連接才能進(jìn)行通信，這大大限制了應(yīng)用場(chǎng)合，使其應(yīng)用具有一定的局限性。參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)利用的ZigBee無線通信技術(shù)作為通信工具，但是其必須利用單獨(dú)的外接ZigBee模塊才能完成通信功能，所以制作成本較高。針對(duì)以上缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用的CC430F5137芯片不但具有MSP430系列的低功耗性能，而且具有RF無線收發(fā)器的功能。這兩種性能充分滿足了低功耗和無線通信的要求，使得系統(tǒng)的成本降低，達(dá)到了目前應(yīng)用的要求。

1 裝置整體運(yùn)行原理

1.1 裝置運(yùn)行原理

無線溫度采集報(bào)警系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是溫度采集模塊，另一部分是中央控制模塊。中央控制模塊包括鍵盤及顯示模塊和報(bào)警模塊。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。系統(tǒng)工作時(shí)，首先由各個(gè)溫度采集模塊中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的采集任務(wù)，然后CC430F5137單片機(jī)通過I/O口得到溫度參數(shù)，最后將采集的溫度信息通過CC430F5137內(nèi)部集成的RF無線收發(fā)器傳輸給主控制器系統(tǒng)。主控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)站點(diǎn)采集來的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并將結(jié)果利用數(shù)碼管進(jìn)行顯示。當(dāng)溫度超過上限值或下限值的時(shí)候，則觸發(fā)報(bào)警裝置，通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)蜂鳴器和報(bào)警燈來實(shí)現(xiàn)。報(bào)警溫度的上下限值可以通過鍵盤輸入模塊進(jìn)行設(shè)置。主控制臺(tái)有兩組數(shù)碼管，一組數(shù)碼管顯示溫度采集模塊的序號(hào)，可以通過鍵盤來選擇要顯示的溫度采集模塊的序號(hào)，另一組則顯示溫度值。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

溫度采集報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括溫度采集模塊設(shè)計(jì)和中央控制器設(shè)計(jì)。

2.1 溫度采集模塊設(shè)計(jì)

2.1.1 CC430F5137器件介紹

CC430F5137是TI MSP430F5xx MCU與低功耗RF收發(fā)器相結(jié)合的產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)極低的電流消耗，從而使采用電池供電的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用無需維修即可工作長(zhǎng)達(dá)10年以上。此外，微型封裝所包含的高級(jí)功能還可為創(chuàng)新型RF傳感器網(wǎng)絡(luò)提供核心動(dòng)力，以向中央采集點(diǎn)報(bào)告數(shù)據(jù)。CC430 F5137為16位超低功耗MCU，具有16 KB閃存、2KB RAM、CC1101無線電、AES-128和USCI，供電電壓為1.8～3.6 V，正常工作模式消耗電流為160μA/MHz，低功耗模式3消耗電流為2.0μA。