基于C8051F350及CC1000的高精度无线水温测量系统设计

摘要：本设计是基于C8051F350及CC1000芯片实现高精度无线河流水温测量，利用高精度恒温槽采用多项式曲线拟合及软件数据处理来完成铂电阻阻值-电压-温度标定转换的测水温方法。系统设计简单、功耗低、工作稳定可靠、精度高，具有较大的实用性。

概述

在河流水文测量中，水温的测量是其基本测量要素之一，早期常规测量方法是用图1所示的水温表，由测量人员用细绳悬吊放置在水面下一定深度一定时间后，提出水面观读水温并记录。此法手段落后，雨雪天测量人员的安全也难以保障。在电子、通讯技术飞速发展的今天，温度测量技术已得到了广泛应用，也使得测温系统的高精度、低功耗、远程自动测量成为发展的必然趋势。本系统采用应用较为普遍的PT1000铂电阻作为温度传感器，设计恒流源、电阻-电压转换、信号放大、带有A/D转换的单片机等电路对电压信号采集、处理、计算、无线发送等进行水温测量，是一种有效的远程温度测量方法。具有精度高、功耗低、适应范围广等优点，具有较好的推广价值。　　

 

系统电路设计

本系统电路由两大部分组成(见图2)，分别为安装于户外河流边的水温测量端机(图A)和安装于室内的接收端机(图B)组成。　　

 

温度检测电路

设计检测水温的变化范围为-5~45℃，精确检测水温模拟信号是整个系统的重点与难点，其检测电路如图3所示。选用铂电阻PT1000作为测水温的传感器，为了减小传感器导线电阻带来的附加误差，采用三线制接法。传感器供电采用LM134、R₀₁、R₁、D₁组成的无温漂恒流源，恒定电流为0.5mA。电流流经铂电阻后的电压信号由高精度、低功耗、低噪声、低漂移、宽带运放U1B(AD8606)线性放大，再经U1A滤波输出V₀。