基于MSP430F149單片機的多路無(wú)線(xiàn)溫度檢測系統

溫度在人類(lèi)日常生活中扮演著(zhù)極其重要的角色，同時(shí)在工農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度檢測具有十分重要的意義?，F階段溫度檢測主要是有線(xiàn)定點(diǎn)溫度檢測，其溫度檢測原理為單片機利用溫度傳感器檢測溫度，并在數碼管或LCD 上進(jìn)行溫度顯示。同時(shí)由于系統沒(méi)有報警功能，故需要人為來(lái)判斷是否需要進(jìn)行升溫或者降溫,這使系統的檢測喪失了實(shí)時(shí)性。另外，在某些環(huán)境惡劣的工業(yè)環(huán)境，以人工方式直接操作設置儀表測量溫度也不現實(shí)，因此采用無(wú)線(xiàn)方式進(jìn)行溫度檢測尤為必要。

目前有些設計能夠實(shí)現無(wú)線(xiàn)溫度采集，但功耗過(guò)高是其最大的缺點(diǎn)。在實(shí)際溫度控制過(guò)程中既要求系統具有穩定性、實(shí)時(shí)性，又需要使系統功耗低及保證溫度的均勻性，因此設計一種低功耗的多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度檢測系統很有意義。本文提出一種采用低功耗單片機MSP430F149 單片機實(shí)現的多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)溫度測量系統，解決了上述問(wèn)題。該系統能實(shí)現對溫度智能化的檢測，能夠同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)溫度檢測，是可以實(shí)現遠程控制的無(wú)線(xiàn)溫度檢測系統。低功耗、實(shí)時(shí)性的無(wú)線(xiàn)溫度檢測是該設計的最大特點(diǎn)。

1 系統構成

系統分為下位機、上位機和PC 機三部分。PC 機是整個(gè)系統的最上層，負責對下位機的控制和管理，并對收集到的各個(gè)節點(diǎn)的數據進(jìn)行存儲和處理。由于下位機無(wú)法直接與PC 機通信，這就需要使用上位機作為中間媒介。上位機與下位機通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊通信，與PC機采用有線(xiàn)連接。

　　該設計采用MSP430F149 單片機作為核心控制模塊，其最主要特點(diǎn)為低功耗。MSP430F149 具有雙串口的特點(diǎn)，利用其中的一個(gè)串行口與PC 機進(jìn)行通訊時(shí)，兩者之間必須通過(guò)RS 232 電平轉換芯片。單片機與無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊nRF24L01 通訊時(shí)可通過(guò)通用I/ O口模擬串口通訊?，F場(chǎng)溫度數據的采集是利用NT C100 熱敏電阻和MSP430F149 單片機部帶有的12 位A/ D轉換器來(lái)實(shí)現的。這里不需要外加ADC，可以簡(jiǎn)化電路，提高系統的穩定性。將按鍵作為輸入模塊，用來(lái)改變溫度報警的上下限。由于設計要求不需要太多內容的顯示，考慮到功耗及性?xún)r(jià)比，可以自制一個(gè)簡(jiǎn)易段碼液晶用于顯示。下位機設計方案和系統整體構成框圖分別如圖1，圖2 所示。

圖1 下位機設計方案

圖2 系統的整體構成

　　2 硬件設計

　　2. 1 無(wú)線(xiàn)通信模塊設計

　　nRF24L01 是一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于2. 4~ 2. 5 GHz ISM 頻段。內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01 功耗低，有多種低功率工作模式( 掉電模式和空閑模式) 使節能設計更方便，圖3 為它的應用電路。

圖3 NRF24L01 應用電路

　　從單片機控制的角度來(lái)看，只需要將圖3 中左邊的6 個(gè)控制和數據信號與單片機通用I/ O 口相連。