基于nRF905和DS18B20的无线温度采集系统设计

张宝

（河南省新乡工贸学校，河南 新乡 453000）

1 引言

目前，在工业数据采集应用领域，都采用无线方式进行远距离数据传输。和传统的有线传输方式相比，无线传输网络具有巨大的优越性[1]。基于此，本文介绍一种基于通用低功耗单片机和多信道单片收发芯片nRF905的无线温度数据采集模块。系统集成AT89S51在低功耗应用方面的优势和nRF905特有的多频道支持及功耗低、易控制等优点，以及DS18B20的单总线数据传送模式，特别适合于低功耗、小数据量的无线数据传输系统。

2 系统总体设计

2.1 主要器件简介

nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发器[2]。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成，不需外加声表滤波器。

DS18B20是DALLAS半导体公司推出的单总线数字测温IC芯片。每个DS18B20在出厂时都有一个唯一的64位的光刻序列号,可支持多节点测温,使设计大为简化。

2.2 系统工作原理

温度控制系统整体框图如图1所示。节点采用模块设计方法，每一个节点可以连接多个温度采集芯片，实现多方位的温度数据采集，提高系统的精准度。数据采集节点按照一定的规则分，负责数据的采集、处理和传输，并且对控制终端发来的数据、命令进行分析处理，完成相应的操作。

3 系统软件设计

由于DB18B20的程序设计较为常见，所以本系统软件设计主要介绍nRF905的工作过程。nRF905有两种工作模式和两种节能模式，分别是ShockBurstTM接收模式和 Shock－BurstTM发送模式。启动工作时，通过SPI接口向nRF905配置寄存器读写配置信息，设定nRF905模块的收发地址宽度及有效数据长度、工作频率、工作模式、地址、输出功率、本机时钟频率、CRC校验位数等相关信息。

nRF905发送流程:当微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序把接收机的地址和要发送的数据传给nRF905，SPI接口的速率在通信协议和器件配置时确定;微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发nRF905的Shock－BurstTM发送模式;当数据发送完成，数据准备好引脚被置高;AUTO RETRAN被置高，nRF905不断重发，直到TRX_CE被置低;当TRX_CE被置低，nRF905发送过程完成，自动进入空闲模式。接收流程:当TRX_CE为高、TX_EN为低时，nRF905进入ShockBurstTM接收模式。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，然后把数据准备好引脚置高，微控制器把TRX_CE置低，nRF905进入空闲模式。

nRF905无线控制终端通过RS232串口连接到需要通信的PC机上。单片机接收到串口发来的数据后，通过将TRX_CE与TX_EN置1，使发送端的nRF905模块向外发送数据。接收端通过将TRX_CE置1，TX_EN置0来实现接收发送端发来的数据和命令，完成相应的操作。

4 结束语

无线射频收发芯片nRF905结合单总线数字式传感器，可以很方便的组成廉价、高效、实用的无线测控系统。该系统完全摈弃了采取485总线和模拟传感器的设计思想，减少了系统布线，提高了系统的可靠性。采用了比较完善的软件、硬件设计以及抗干扰措施，这样，就可以保证系统工作的安全性和可靠性，具有较好的市场应用价值。

[1]李萍萍,毛罕平,王多辉等.智能温室综合环境因子控制的技术效果及合理的环境参数研究[J].农业工程学报,1998,14(3):197-201.

[2]郑长征,毛哲,谢兆鸿.基于 nRF905 的粮库无线测温系统[J].微计算机信息,2003,2(2):284-286.