基于LabWindows／CVI多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度數據采集系統設計

摘要：給出了一種基于C8051F020單片機實(shí)現無(wú)線(xiàn)溫度采集的系統方案。將AT24C16數據儲存電路、AD590溫度采集電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊和C8051F020控制電路置于采集環(huán)境中，采集到的數據可根據用戶(hù)需要通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊向主機發(fā)送，主機只需發(fā)送不同的控制命令，即可完成多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度采集，然后主機再將接收的數據通過(guò)串口發(fā)給PC機，用戶(hù)在LabWindows／CVI實(shí)現的PC機數據處理界面下，完成系統操作。實(shí)驗結果表明，該設計很好地達到了設計目的。
關(guān)鍵詞：C8051F020單片機；AD590；LabWindows／CVI；無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊

測控軟件開(kāi)發(fā)平臺Labwindows／CVI虛擬儀器在對數據采集、處理和分析方面得到了廣泛的應用。本文介紹了一種基于C8051F020的溫度采集卡和LabWindows／CVI虛擬儀器的多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度采集系統，闡述硬件系統和軟件系統實(shí)現多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度采集的過(guò)程。硬件系統設計包括USB轉串口、無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊、溫度采集等；軟件系統設計包括用戶(hù)界面、串口通信、無(wú)線(xiàn)發(fā)射、接收處理等。

1 整體方案設計
從機通過(guò)溫度傳感器AD590采集環(huán)境溫度產(chǎn)生電流信號，該電流信號經(jīng)信號調理電路完成I／V轉換，送入單片機進(jìn)行A／D轉換，單片機將轉化得到的信息保存到AT24C16中，同時(shí)保存時(shí)鐘電路的實(shí)時(shí)時(shí)間。用戶(hù)只需簡(jiǎn)單操作上位PC機軟件界面，發(fā)出相應的控制指令，通過(guò)串口傳給主機，主機發(fā)送地址和控制指令，若與某從機的地址匹配，則返回相應指令；若地址不匹配，則不做處理。主機收到相應匹配應答指令后，向從機發(fā)送溫度傳輸指令，從機收到后，將保存在A(yíng)T24C16中的信息發(fā)給主機。主機則將接收到的信息由串口傳給上位PC機，用戶(hù)只需在上位機操作界面進(jìn)行操作就可以觀(guān)察到相應區域的溫度變化情況。當從機地址重疊，主機接收到錯誤信息時(shí)，可通過(guò)上位機發(fā)送新地址，修改從機地址，以確保區域內各個(gè)子系統的穩定運行。

2 硬件電路設計
2．1 硬件總體設計
整個(gè)系統主要由從機采集、存儲和發(fā)射系統，主機接收和處理系統和上位PC機操作界面三部分組成。 從機部分由AT24C16數據儲存電路、AD590溫度采集調理電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、無(wú)線(xiàn)模塊和C8051F020控制電路構成；主機部分由無(wú)線(xiàn)接收模塊和串口轉USB電路組成；上位PC機操作界面用于方便用戶(hù)操作。系統總體電路(包括主機系統和從機系統)設計框圖如圖1所示。

2．2 從機部分電路
信息儲存電路主要由AT24C16構成，AT24C16是具有I2C總線(xiàn)接口的E2PROM，其存儲容量為16 KB，字節地址空間為0～2 047。AT24C16的數據輸入引腳有過(guò)濾外部擾動(dòng)信號的作用，在智能控制中廣泛用于常數、重要參數、系數參數的存放。
溫度采集部分采用AD公司的AD590單片集成兩端感溫電流源，它是利用PN結正向電流與溫度關(guān)系的原理制成的，具有良好的互換性和性能穩定，使用方便，抗干擾能力強，輸出阻抗高等優(yōu)點(diǎn)。將AD590的輸出信號轉化為電壓信號，處理后送給單片機A／D采樣，如圖2所示。