基于nRF905的无线温度采集系统设计与实现

TC11L60XE先根据需要写好配置寄存器，其后的工作主要是两个：发送数据和接收数据。通过TRX-CE，TX-EN，PWN-UP的设置来实现nRF905不同的工作模式，模式设置如表1所示。

1）发送流程 当微控制器有数据要发送时，STC11L60XE先把PWR_UP引脚置为电平、TRX_CE引脚置为低电平。从而使nRF905置于待机模式；然后按时序通过SPI总线把发送地址和待发送的数据都写入nRF905相应寄存器中。SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定。微控制器将PWR_UP、TRX_CE和，TX_EN全置高电平，激发nRF905的ShockBurstTM发送模式。nRF905的ShockBurstTM发送包括以下步骤：射频寄存器自动开启；数据打包；发送数据包；当数据发送完成，数据准备好，引脚被置高。当TRX_CE被置时，nRF905发送过程完成，自动进入空闲模式。Sho ckBurstTM工作模式保证一旦发送数据的过程开始，无论TRX_EN和TX_EN引脚是高或低，发送过程都会被处理完，并且只有在前一个数据包被发送完毕，nRF905才能接受下一个发送数据包。数据包的具体格式见图4，具体温度采集发送程序流程见图5。

2)接收流程 当微控制器有数据要接收时，STCllL60XE先把TRX_CE置为高电平、TX_EN置为低电平，此时nRF905进入ShockBurstTM接收模式；650 μs后，nRF905不断监测，等待接收数据；当nRF905检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高；当接收到一个相匹配的地址，地址匹配引脚被置高。当一个正确的数据包接收完毕，nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位，然后把数据备好引脚置高。微控制器把TRX _CE置低，nRF905进入空闲模式。微控制器通过SPI口以一定的速率把数据移到微控制器内。当所有的数据接收完毕，nRF905把数据准备好引脚和地址匹配引脚置低。nRF905可进入ShockBurstTM接收模式、发送模式或关机模式。具体接收程序流程见图6。

3.2 上位机软件设计

对于多机通信利用PC机（IPC）实现测控主要有两种方式：一是通过串行接口（RS_232或RS_485），二是通过各种数据采集板卡。微软公司推出可视化，面向对象的结构化程序设计语言Visual Basic是很好的选择。因此采用Visual Basic开发Windows下的测控软件使用简单、容易上手、开发效率高，尤其是软件界面设计非常便捷，编程工作量较小、开发周期短，特别适合非计算机专业工程技术人员掌握使用。

本课题针对串口开发，Visual Basic提供了串口通信控件MScomm，在软件设计中首先对MScomm控件进行初始化设置：MSComm1.CommPort =1设置串口通道为1；MSComm1.Settings="9600，N，8，1"设置依次为波特率、同位检查、数据位和停止位：MSComm1.PortOpen=True设置串口打开；MSComm1.RThreshold=1设置接收缓冲区每接收一个字符就触发一次接收事件，MSComm1.InputMode=comInputModeBinary设置串口接收数据格式为二进制，MSComm1.SThreshold=0‘设置串口为禁止发送事件，MSComm1.InputLen=0读取接收缓冲区的所有字符等等。上位机运行首先进行串口初始化，相应进行坐标建立，等待串口中断。当数据缓冲区接到数据时触发程序中断，将Comm1.input的数据送至Buffer（i）的数组中，当接收四个字节的数字后，进行判断，起始字符和结束字符是否正确，判断正确后根据不同的地址值将Buffer（2）的数组中的温度值相应保存然后进行数据转换、处理，再显示在图形区，退出中断。上位机具体流程图如图7所示。

4 系统测试结果

传统多点温度测控系统，多采用有线传输方式将温度采集端与监控端相连，当温度采集点较多时，必然导致系统布线复杂、成本增加、故障率高且维护困难。该研究的无线射频模块采用低发射功率、高接收灵敏度的设计方案，通过优化电路，屏蔽无线干扰，通讯距离可达500～800 m。应用该设计实现了学校档案室外无线多点温度采集与监控。采集监控设备分布如图8所示，系统于3月29号19时18分至3月30号19时18分连续运行1天并每分钟采集一次。温度图表记入如图9所示，红色图线为室外温度，黑色为档案室温度。据当天南京气象公布气温5℃到21℃与采集数据和绘制曲线相比误差甚微。室外由于采集设备要求太阳直射所以采集温度偏高，白天温度波动由当天东南风造成和采集时间周期造成，11点和12点之间由于云层遮挡造成采集温度下滑，与同类产品相比，该系统体积小、采集相同数据信息用时少、抗干扰能力强、性价比高。

5 结束语

基于STC12CE5620AD单片机的无线多点数字温度测控系统是一个集单片机技术、数字传感器技术、无线射频技术于一体的测控系统，该系统实现了监控系统与温度采集系统之间数据的无线传输；完成采集现场与监控装置