测温度研制报告.docVIP

目录 第一章 绪论 2 1.1课题背景 2 1.2课题的意义 2 1.3课题的主要研究内容 3 1.4本章小结 3 第二章 无线测温系统硬件原理与设计 4 2.1系统工作原理介绍 4 2.2 CPU的选择 4 2.3无线芯片的选择 7 2.4温度传感器的选择 7 2.5本章小结 9 第三章 温度采集单元的设计 10 3．1 CC1100的程序设计 10 3.2 DS18B20的温度的读取 10 3.3 DS18B20的自动识别技术 11 3.4 DS18B20使用中的注意事项 12 3.5单片机固件设计 12 第四章 数据接收系统的设计 14 4.1单片机与Pc机的串行通信 15 4.2系统抗干扰设计 16 4.2.1传导藕合干扰的抑制 16 4.2.2空间祸合干扰的抑制 17 第五章 系统误差 18 5.1基本误差 18 5.2误码率 18 结 论 19 绪论 1.1课题背景 无线通讯方式的温度测量系统是根据国内外近几年在测温方面现有应用和发展趋势所提出的一种新产品。无线温度测量就是用来对现场的温度进行检测无线，它非常适用于运动物体和不方便铺设线路场所，或危险、有毒、有害场所的温度检测，例如：转炉、隧道窑、加工中的工件、酸碱浓度较高的化工场所等。美商国际集团? 美商国际集团是由外商独资兴建专业致力于对城市生活废弃物进行分类、资源回收和再利用，并采用生物高科技堆肥发酵工艺生产有机肥的综合性大型环保企业。有机垃圾在除去杂质进入厌氧发酵工序之前要在70oC条件下经过至少的处理。发酵过程中硫化氢、胺气、吲哚等有害、恶臭气体的产生本课题是与美商国际集团的合作项目，研制基于无线数据传输的温度测量系统是本课题的主要研究内容。把无线通讯方式和传感器结合起来，发挥无线传输的特有的优势，使测试系统可以随时随地的和计算机连接，更加方便了测温系统的使用。 1．测试系统的硬件电路 选择单片机控制，设计单片机为核心的采集接收电路部分。 2．单片机固件程序的编写 编写单片机控制程序，包括系统的初始化，数据采集处理，理与上位机的通信的程序等。 1.4本章小结 随着无线传感器网络的广泛应用，尤其是随着工厂自动化水平的提高，因此研制基于无线传输的温度测量系统具有非常重要的意义。传感器无线化是传感器应用的一个新的趋势，它具有方便性、灵活性、 第二章 无线测温系统硬件原理与设计 2.1系统工作原理介绍 根据到发酵厂房实地考察，厂房的结构是400长，100米宽的彩钢结构的空旷厂房，举架高10米。发酵堆共64个，每个堆高2米，每个堆需要测9个温度点，根据测温点的分布情况与现场腐蚀气体的严重性，测温单元采用不锈钢钢杆形式，带有助力把手，非常容易插入发酵堆，电路部分位于测温杆的最上方。厂房上方分布6个接收单元，负责接收测温杆发送的温度数据，6个接收单元通过RS-485总线通讯，最后接入总控室，通过485通讯卡进去PC机，因为测温实时性要求不高，每个测温杆每次间隔20分钟发送一次数据，采用自报方式发送数据，发送一次数据占用时间为1ms,所以空中数据碰撞的可能性非长小，完全可以满足实际应用。 图 2-1 系 统组成结构图 2.2 CPU的选择 作为测控系统的核心部件，处理器的选择对整个系统功能的优化起着至关重要的作用。面向工控领域的单片处理器，有目前广泛应用的51系列的8位单片机，面向大量数字信号处理领域的数字信号处理器(DSP)，以及市场上增强型的16位单片机。 51 系 列的 8位单片机作为从八十年代就开始流行的处理器，其开发技术成熟，应用广泛，不足之处在于功能过于简单，功耗高，已经不能适应于目前对测控系统功能和速度的要求.ARM器件在工控领域的应用，从长远的观点来看是一个必然趋势。但从现阶段各ARM器件的情况来看，偏重于高端应用领域，其结构功能设计侧重于有大量数字信号处理的场合，如多媒体等领域，不适合在仪表领域的使用，而且目前其价格较高，开发技术难度大。作为这两种微处理器的一种折衷方案，各大公司纷纷推出各种面向不同应用场合的增强型单片机，如AVR系列、TI MSP430系列和Philips的PCF80C51系列等。这些系列的单片机大多具有较强的功能模块接口功能、较高的处理速度、大容量ROM和RAM，往往处理器本身就己经是一个小系统模式，仅仅需要一些简单电容、电阻元件就可以工作，其中MSP430系列单片机就是其中的性能价格比较为优越的一款16位单片机。TI公司MSP430系列，是具有RISC指令集的超低功耗芯片，功能丰富，主要用于低功耗应用。 本系统的设计考虑了系统的可靠性、低功耗和经济性，因此，硬件设计需要遵循以下原则: 1. 单元要在短时间处理完数据，然后休眠使系统大部分时间处于休眠状态，这样可以降低系统的功耗，所以对快速性要求较高，所以对CPU的选