采用ADuCRF101的無(wú)線(xiàn)溫度巡檢系統設計

　　摘要：溫度是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中重要的過(guò)程量，對保證產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。針對傳統溫度巡檢系統長(cháng)線(xiàn)傳輸成本高、精度低以及不易維護等弊端，以ADI公司最新開(kāi)發(fā)的內置射頻傳輸功能的ADuCRF101微控制器為核心，對煙草生產(chǎn)過(guò)程中的煙葉貯存溫度巡檢系統進(jìn)行了設計。實(shí)驗結果表明，該系統可以實(shí)時(shí)準確地對多點(diǎn)溫度信號進(jìn)行檢測，驗證了設計的有效性。

　　引言

　　煙草廠(chǎng)內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)地對煙草垛內的溫度進(jìn)行測量并記錄，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的采用有線(xiàn)傳輸方式的巡檢系統，這類(lèi)系統不僅布線(xiàn)和維護成本高，而且長(cháng)線(xiàn)傳輸精度也得不到保證。本設計采用ADuCRF101微控制器為核心，設計了一套對工廠(chǎng)煙草垛內溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測的巡檢系統。利用ADuCRF101微控制器特有的射頻傳輸功能，可以方便地進(jìn)行信息的遠程傳輸和控制。同時(shí)，該系統在糧倉、冷庫和智能建筑場(chǎng)合都可以使用，具有較強的應用價(jià)值。

　　系統總體結構

　　溫度巡檢系統的結構框圖如圖1所示，該系統由溫度檢測單元、運算處理與射頻發(fā)射單元、射頻接收單元及外圍輔助單元構成。其中溫度檢測單元采用3組共24支測溫儀表構成檢測網(wǎng)絡(luò )，能夠覆蓋倉庫內的所有煙草垛。測溫儀表可以直接檢測到煙草垛內部溫度變化，并輸出范圍在4~20mA的電流信號。信號經(jīng)采樣電阻采集后送入ADuCRF101的差分ADC接口，轉換成可供微控制器處理的數字信號，主機微控制器處理完成后通過(guò)其內置的射頻發(fā)送模塊將溫度數據發(fā)送給遠端控制室的接收機，接收機再將數據發(fā)送給上位機或對異常數據做出報警提示?！　?/p>

 

　　硬件單元設計

　　控制器及射頻收發(fā)單元

　　本系統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)的一款針對低功耗無(wú)線(xiàn)應用的精密微控制器。該器件內置431~464MHz和862~928MHz UHF收發(fā)器、低功耗ARM Cortex-M3內核和Flash/EE存儲器，并集成了一系列片內外設，用戶(hù)可以根據應用需要通過(guò)微控制器軟件控制進(jìn)行配置。這些外設包括：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)針對低功耗工作而設計，通過(guò)使用自主包處理器能最大程度地降低無(wú)線(xiàn)通信期間的系統功耗。