解讀ZigBee無(wú)線終端溫度測(cè)試系統(tǒng)電路 —電路圖天天讀(85)
隨著人們生活水平的提高,食品的安全衛(wèi)生越來(lái)越受到人們的重視。每年技術(shù)監(jiān)督部門都要對(duì)全市各冷庫(kù)食品進(jìn)行抽檢,檢查后發(fā)現(xiàn)市民每年消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品及其他易腐食品中有很大部分就是因?yàn)槔洳亍⒗鋬鑫催_(dá)到要求而變質(zhì)的,因此對(duì)冷庫(kù)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)于貯藏品的質(zhì)量保證顯得尤為重要。由于ZigBee應(yīng)用的低帶寬要求,ZigBee節(jié)點(diǎn)可以在大部分時(shí)間內(nèi)為睡眠模式,以節(jié)省電池能量。當(dāng)接收到廣播信標(biāo)時(shí)被喚醒并迅速發(fā)送數(shù)據(jù),然后重新進(jìn)入睡眠模式。ZigBee可以在15毫秒或更短的時(shí)間內(nèi)由睡眠模式進(jìn)入活動(dòng)模式,因此即使處于睡眠的節(jié)點(diǎn)也可以實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的目的。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201710/369367.htm系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
單個(gè)冷庫(kù)溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的下位機(jī)主要是由單片機(jī)與溫度傳感器、無(wú)線射頻收發(fā)器、鍵盤電路、顯示電路、時(shí)鐘電路等構(gòu)成,上位機(jī)由單片機(jī)與無(wú)線射頻收發(fā)器構(gòu)成。下面將主要介紹上述幾個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)。上位機(jī)與下位機(jī)的單片機(jī)AT89C51的最小系統(tǒng)均如圖3所示,圖中外接晶體以及電容C2、C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路,它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用,其值均為30PF左右,晶振頻率選6MHZ。外接復(fù)位信號(hào)采用的是上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的結(jié)合。
本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測(cè)試,溫度傳感器DS18B20既可寄生供電也可外部電源供電。為了盡可能減少使用單片機(jī)的I/O口,我們采用外部電源供電方式。同時(shí)注意單總線上所掛接的DS18B20的數(shù)目不宜超過(guò)8個(gè),否則需考慮總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。其硬件連接電路如圖4所示:
XBee Pro模塊自帶軟件包,可以直接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線通訊,但需要提前將XBee Pro模塊進(jìn)行匹配,才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線通訊功能。因?yàn)閱纹瑱C(jī)管腳電壓為5V,而XBee Pro模塊的管腳電壓為3.3V,故若將兩模塊連接需使用光電隔離。其中上位機(jī)與下位機(jī)分別都有XBee Pro模塊與單片機(jī)的連接,其硬件連接均如圖5,設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式鍵盤,以查詢方式工作。直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路,每個(gè)按鍵占用一條I/O口線,每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)相互不會(huì)產(chǎn)生影響,其接口電路如圖6所示:
P2.1口表示起動(dòng)鍵,起動(dòng)系統(tǒng)工作。P2.2口表示停止鍵,停止系統(tǒng)工作。P2.3口表示通道切換鍵,選擇要觀察的那路溫度。P2.4口表示設(shè)限鍵,設(shè)定系統(tǒng)工作環(huán)境的范圍。P2.5口表示加一鍵,數(shù)字“+”鍵,按一下則上限溫度設(shè)定值加1。P2.6口表示減一鍵,數(shù)字“—”鍵,按一下則下限溫度設(shè)定值減1。
顯示電路采用的是如圖7所示的共陰極七段數(shù)碼管,顯示方式為節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描方式。
DSl337是一種超小型的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片,除了具有其他時(shí)鐘芯片所具有的記錄秒、分、時(shí)、星期、日、月、年,鬧鐘,可編程方波輸出外,最大的特點(diǎn)是體積小,連線少,性能良好。下位機(jī)單片機(jī)AT89C51與串行時(shí)鐘DS1337的硬件連接如圖8所示(其中R1=R1=R3=R4=3K):
NE56604能為多種微處理器和邏輯系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào),其門限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門限電平時(shí),NE56604將產(chǎn)生精確的復(fù)位信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單片機(jī)的輸出信號(hào)與監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)的通訊,通常利用監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)配置的異步通信適配器,通過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換器即可實(shí)現(xiàn)。其電平轉(zhuǎn)換電路如圖10所示:
低溫有毒的環(huán)境中解脫出來(lái),為企業(yè)節(jié)約人力成本,又可以方便我們隨時(shí)對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控。毫無(wú)疑問(wèn),在監(jiān)溫系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線傳感器技術(shù)以及適于它的ZigBee無(wú)線通信協(xié)議,是現(xiàn)在及將來(lái)冷庫(kù)溫度監(jiān)控的研究熱點(diǎn)并具有廣泛的應(yīng)用前景。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析:
本文介紹了冷庫(kù)溫度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用了近年發(fā)展起來(lái)的ZigBee無(wú)線通信技術(shù),在數(shù)據(jù)傳輸時(shí),一旦建立了數(shù)據(jù)傳輸鏈路,后續(xù)的數(shù)據(jù)幀傳輸就可以直接采用CSMA.CA機(jī)制,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)沿樹(shù)傳輸直到完成所有數(shù)據(jù)幀的傳輸。
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