基于ＮＲＦ９Ｅ５的水溫無線測控系統

2008-04-12 00:00:00何小映尚小燕

現代電子技術 2008年19期

摘要：本系統旨在實現對加熱爐中水的溫度進行遠程無線測控。采用紅外溫度傳感器檢測加熱爐表面的熱輻射能量并轉換為電壓信號，電壓信號經調理電路處理后由無線單片機NRF9E5I進行A/D轉換及發送預處理，再通過發送電路以一定頻率進行無線發送，接收端的無線單片機NRF9E5II接收這一頻率的信號進行處理，取出水的溫度信息由液晶顯示器顯示水的溫度。同時加熱的時間信息也一并發送，當溫度達到設定值時NRF9E5II再回發關閉信號關閉加熱器。該測試系統測量精度高、信號穩定、傳輸距離長，實現了加熱設備的遠程無線測控。

關鍵詞：溫度測量；NRF9E5；無線傳輸；液晶顯示器

中圖分類號：TP23文獻標識碼：B文章編號：1004373X(2008)1911402

Wireless Temperature Measuring System of Water Based on NRF9E5

HE Xiaoying，SHANG Xiaoyan

(Xi′an Aero Technical College，Xi′an，710077，China)

Abstract：Aiming at wireless measurement and control of the water temperature in the heating stove.Infrared temperature sensor detects the surface radiation energy of the stove and converts it into voltage signal; the signal is disposed by regulating circuit，and then the A/D converting circuit and pre-disposal circuit of wireless NRF9E5，subsequently the signal is transmitted by wireless transmitting circuit within the NRF9E5 at certain frequency.Another wireless NRF9E5 at the receiving part receives this signaland extractives the temperature information and displays on LCD after disposed.At the same time，the heating time is alsobeing transmitted，when the temperature arrives at the set value，the shut signal is transmitted back and the stove is closed.This system has the character of high precision，stabilization and far-distance.Thus the remote water temperature is tested.

Keywords：temperature measurement;NRF9E5;wireless transmission;LCD

1 系統組成

本系統由加熱爐、紅外溫度傳感器、調理電路、無線單片機Ⅰ、無線單片機Ⅱ、LCD顯示器等部分組成。系統原理框圖如圖1所示。

2 電路設計

2.1 傳感器部分

采用IRTP-300L測溫探頭，它由紅外溫度傳感器和調理電路組成，調理電路包括信號處理電路以及環境溫度補償電路，該測溫探頭完全由工廠進行校準，是緊湊、高精度、高效、不受環境影響的紅外測溫頭。其供電電源為20 V，測溫范圍為-20～150 ℃，輸出電壓為0～5 V。

2.2 無線單片機Ⅰ

無線單片機Ⅰ作為發送單片機，其型號為NRF9E5，NRF9E5是NORDIC VLSI公司2004年推出的無線單片機，內置NRF905的433 MHz/868 MHz/915 MHz收發器、8051兼容微控制器和4路輸入80 kb/s的A/D轉換器，可以配置為6，8，10，12位精度、3個定時/計數器T0，T1，T2，內置的NRF905收發器使其可以工作于ShockBurst方式。

NRF9E5無線單片機芯片全部由高頻元件集成，最大發射功率為10 dBm，高抗干擾GFSK調制，速率100 kb/s，具有獨特的載波監測輸出、地址匹配輸出、就緒輸出。內置完整的通信協議和CRC，只須通過SPI即可完成所有的無線收發傳輸。

發射框圖如圖2所示，紅外溫度探頭輸出的電壓信號送入NRF9E5的AIN3通道進行A/D轉換，A/D轉換的精度為12位，轉換后的12位數字信號分為兩個字節數據，保存在一個數組中，當加熱開始時，啟動定時器T0進行計時，計得的時間信息：小時、分、秒也保存在數組中，當溫度達到設定值時，啟動定時器T1，計算達到設定溫度的時間信息，這些時間信息同樣保存在這一數組中，所有這些數據信息一起由無線通信模塊發送出去。

圖2 發射電路框圖

無線單片機Ⅱ負責接收無線單片機Ⅰ發射來的信號，從中取出溫度和時間信息送入液晶顯示器進行顯示。

2.3 液晶顯示器

液晶顯示器采用RT12864M， RT12864M是一種圖形液晶顯示器，它主要由行驅動/列驅動和128*64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可顯示8*4個(16*16點陣)漢字。內置8 192個中文漢字庫，RT12864提供了并口和串口兩種數據傳輸的接口方式，這里采用串口方式。RT12864與接收無線單片機的接口電路如圖3所示。

3 程序設計

3.1 發送無線單片機部分

發送部分流程圖如圖4(a)所示，其中使用了兩個定時器，T0用作采樣和超時計數器，T1用作時間計數器，A/D轉換器每0.5 s采樣并轉換一次，采集到的溫度信息經過計算后與設定溫度值進行比較，如果大于或等于設定值，則記下此時的時間值。再重新計時2 s，在2 s內不斷發送得到的溫度、加熱時間、溫度到達設定值時的時間信息(如果沒有達到則為初始值0，在發送其間還要檢測是否發送正確)，2 s到時重新進行下一輪采樣和傳輸操作。