解讀ZigBee無(wú)線(xiàn)終端溫度測試系統電路 —電路圖天天讀（85）

　　隨著(zhù)人們生活水平的提高，食品的安全衛生越來(lái)越受到人們的重視。每年技術(shù)監督部門(mén)都要對全市各冷庫食品進(jìn)行抽檢，檢查后發(fā)現市民每年消費的農產(chǎn)品及其他易腐食品中有很大部分就是因為冷藏、冷凍未達到要求而變質(zhì)的，因此對冷庫溫度的實(shí)時(shí)監測對于貯藏品的質(zhì)量保證顯得尤為重要。由于ZigBee應用的低帶寬要求，ZigBee節點(diǎn)可以在大部分時(shí)間內為睡眠模式，以節省電池能量。當接收到廣播信標時(shí)被喚醒并迅速發(fā)送數據，然后重新進(jìn)入睡眠模式。ZigBee可以在15毫秒或更短的時(shí)間內由睡眠模式進(jìn)入活動(dòng)模式，因此即使處于睡眠的節點(diǎn)也可以實(shí)現低時(shí)延的目的。

　　系統硬件電路設計

　　單個(gè)冷庫溫度無(wú)線(xiàn)監測系統的下位機主要是由單片機與溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器、鍵盤(pán)電路、顯示電路、時(shí)鐘電路等構成，上位機由單片機與無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器構成。下面將主要介紹上述幾個(gè)模塊的電路設計。上位機與下位機的單片機AT89C51的最小系統均如圖3所示，圖中外接晶體以及電容C2、C3構成并聯(lián)諧振電路，它們起穩定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30PF左右，晶振頻率選6MHZ。外接復位信號采用的是上電復位和手動(dòng)復位的結合。

　　本系統為多點(diǎn)溫度測試，溫度傳感器DS18B20既可寄生供電也可外部電源供電。為了盡可能減少使用單片機的I/O口，我們采用外部電源供電方式。同時(shí)注意單總線(xiàn)上所掛接的DS18B20的數目不宜超過(guò)8個(gè)，否則需考慮總線(xiàn)驅動(dòng)問(wèn)題。其硬件連接電路如圖4所示：

　　XBee Pro模塊自帶軟件包，可以直接實(shí)現點(diǎn)對點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通訊，但需要提前將XBee Pro模塊進(jìn)行匹配，才能實(shí)現數據的無(wú)線(xiàn)通訊功能。因為單片機管腳電壓為5V，而XBee Pro模塊的管腳電壓為3.3V，故若將兩模塊連接需使用光電隔離。其中上位機與下位機分別都有XBee Pro模塊與單片機的連接，其硬件連接均如圖5，設計采用的是獨立式鍵盤(pán)，以查詢(xún)方式工作。直接用I/O口線(xiàn)構成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)相互不會(huì )產(chǎn)生影響，其接口電路如圖6所示：

　　P2.1口表示起動(dòng)鍵，起動(dòng)系統工作。P2.2口表示停止鍵，停止系統工作。P2.3口表示通道切換鍵，選擇要觀(guān)察的那路溫度。P2.4口表示設限鍵，設定系統工作環(huán)境的范圍。P2.5口表示加一鍵，數字“+”鍵，按一下則上限溫度設定值加1。P2.6口表示減一鍵，數字“—”鍵，按一下則下限溫度設定值減1。

　　顯示電路采用的是如圖7所示的共陰極七段數碼管，顯示方式為節約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描方式。

　　DSl337是一種超小型的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除了具有其他時(shí)鐘芯片所具有的記錄秒、分、時(shí)、星期、日、月、年，鬧鐘，可編程方波輸出外，最大的特點(diǎn)是體積小，連線(xiàn)少，性能良好。下位機單片機AT89C51與串行時(shí)鐘DS1337的硬件連接如圖8所示（其中R1=R1=R3=R4=3K）：

　　NE56604能為多種微處理器和邏輯系統提供復位信號，其門(mén)限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門(mén)限電平時(shí)，NE56604將產(chǎn)生精確的復位信號。要實(shí)現上位機單片機的輸出信號與監測單元PC機的通訊，通常利用監測單元PC機配置的異步通信適配器，通過(guò)MAX232電平轉換器即可實(shí)現。其電平轉換電路如圖10所示：

　　低溫有毒的環(huán)境中解脫出來(lái)，為企業(yè)節約人力成本，又可以方便我們隨時(shí)對其現場(chǎng)環(huán)境溫度進(jìn)行監控。毫無(wú)疑問(wèn)，在監溫系統中應用無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)以及適于它的ZigBee無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，是現在及將來(lái)冷庫溫度監控的研究熱點(diǎn)并具有廣泛的應用前景。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　本文介紹了冷庫溫度無(wú)線(xiàn)監測系統，采用了近年發(fā)展起來(lái)的ZigBee無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，在數據傳輸時(shí)，一旦建立了數據傳輸鏈路，后續的數據幀傳輸就可以直接采用CSMA.CA機制，點(diǎn)對點(diǎn)沿樹(shù)傳輸直到完成所有數據幀的傳輸。
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