科技信息 2008 年 第 31 期 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 随着现代科学技术的飞速发展, 特别是大规模集成电路设计技术 的发展, 微型化、集成化、数字化正成为传感器的发展趋势。 而在温度 传感领域,高精度温度测量、多点测量、无线传输成为新的研究方向。 1. 电路设计原理框图 图 1 无线多点温度测量系统原理框图 系统电路图如图 1 所示,整个系统可分成数据采集系统与数据显 示系统两个部分。 数据采集系统包括温度传感器、单片机和无线发送 模块;数据显示部分包括无线接收模块、单片机和显示电路。 数据显示 部分可设计成手持式温度显示仪。 2.CPU 部分 为 了 减 少 成本和体 积 , 系 统 采 用 了 AT89C2051 单 片 机 。 AT89C2051 单片机是一种低电压、高性能的 CMOS 8 位 微控制器,片 内有 2KB 的 Flash 可编程且可擦除的只读存储器,15 线可编程的 I/O 口,两个 16 位的定时器(T0 和 T1),并且片内含有一个模拟比较器。 3. 无线收发模块 PTR2030 无线收发模块 PTR2030 [1] 就是一种超小型、超低功耗、高速率的无 线数传 MODEM。 PTR2030 接收发射合一, 工作频率为国际通用的 315MHz 数传频段, 采用 FSK 调制方式, 频率稳定性极 好 , 灵 敏 度高 达-105dBm,最大发射功率为+10dBm,工作电压低(2.7V~3.3V), 功耗 小,待机状态电流仅为 8μA,工作速率最可高达 20Kbps ( 也可在较低 速率下工作 如 9600bps), 并可直接与单片机串口相连, 编程非常方 便。 PTR2030 模块的工作模式控制及工作频段选择表如下: 表 1 模块工作模式控制及工作频道选择表 PTR2030 的通信速率最高为 20kbit/s, 也可工作在其它速率 如 4800bps、9600bps 下。 实际上,使用时无需设置 PTR2030 的工作速率。 在发送数据之前,一般应将模块置于发射模式,即置 TXEN 为 1, 然后在等待至少 5ms 后(接收到发射的转换时间需要)才可以发送任 意长度的数据。 发送结束后,应将模块置于接收状态 即置 TXEN 为 0。 发射到接收的转换时间为 5ms。 接收时, 应将 PTR2030 置于接收状态 即置 TX-EN 为 0, 接收到 的数据可直接送到单片机串口或经电平转换后再送到计算机。 当 PER 为 0 时 PTR2030 将进入节电待机模式,此时的待机功耗 电流大约为 8uA。 待机模式下,一般不能接收和发射数据。 4. 温度采集及发射电路设计 用 DS18B20 [2] [3] 加单片机 AT89C2051 组成一个温度采集系统, 然 后通过无线模块 PTR2030 发射出去,接收电路与发射电路相对称,用 单片机控制的多路温度的发射电路如图 2 所示。 现用 2 只 DS18B20 测量 2 路温度, 图 2 中采用 AT89C2051 单片机, 其 P1.0 口接单线总 线。单片机的 VCC 接+5V 的电源,P3.7 口接无线发送模块 PTR2030 的 TXEN 引脚,单片机的信号接输出口 RXD,TXD 接 PTR2030 的 DO,DI 口,PTR2030 的 CS1 引脚接高电平, 这样工作在频率 315MHZ,PWR 也接高电平,这样工作在正常模式下,TXEN 接高电平,模快处于发射 状态,总的看来,这样的温度采样系统及无线发送结构简单。 在这里在 注意的是,不是温度传感器可以接无数个,经过实际应用,当传感器超 过 8 个时,就要考虑传感器的驱动问题。 图2 无线温度控制系统发送部分电路 5. 接收部分电路设计 与发射部分相对称,接收部分也采用 PTR2030 模块,PTR2030 模 块能发送无信信号,也能接收,引脚结构简单,在这里,CS1,PWR 引脚 也接高电平,DO,DI 两引脚与单片机的数据传输引脚相连, 与发送部 分不同的是,TXEN 引脚接低电平, 这样无线模块才能工作在接收状 态,单片机后面接一个四位数码管,在这里,四位数码管的 8 根引脚接 单片机的 P1 口,P3.2,P3.3,P3.4,P3.5 通过三级管与数码管相接,这样 数码管就能动态的显示我们接收到的温度数据了,在这里,我们显示 的所测温度的前四位。 下面是接收部分的电路图。 图 3 接收部分电路 基于 DS18B20 的无线多点温度测量系统 李明揆 林 君 (延边大学工学院电子信息系 吉林 延吉 133002) 【摘 要】本文旨在以 AT89C2051 为核心,采用 DS18B20 作为温度传感元件,PTR2030 作为无线收发模块,可实现对仓库、水箱、温室的多 点测量,有效减少信号线远距离传输的干扰,有一定应用价值。 【关键词】DS18B20;PTR2030;无线;多点;温度测量 A wireless multipoint temperature measurement system based on DS18B20 LI Ming-kui , LIN Jun (Department oF Electronic InFormation Engineering,College oF Engineering,Yanbian University, Jilin Yanji 133002,China) 【Abstract 】The paper make use of AT89C2051 MCU as the core, DS18B20 as the temperature sensor,prt2030 as the wireless transceiver modul of the system. It can realize multipoint temperature measurement in the storage, water tank and greenhouse. The system has low signal disturbance, it will have some application value. 【Key words】DS18B20; PTR2030; multipoint ;temperature measures 模块引脚输入电平 模块状态 TXEM CS PWR 0 1 1 接收 0 1 1 接收 1 1 1 发射 1 1 1 发射 X X 0 待机 ○科教前沿○ 25 (