TDK5110與TlDA5220的無線溫度采集系統(tǒng)
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2．2 接收芯片
與TDK5110相對應(yīng)的接收芯片為TDA5220，TDA5220是低功耗的單片F(xiàn)SK／ASK超外差接收芯片，工作在ISM的810～870 MHz以及400～440 MHz頻段。接收端選擇與發(fā)射端相同的FSK數(shù)據(jù)調(diào)制方式，此時(shí)電流的消耗為5．9 mA，接收靈敏度為100 dBm，在低功耗模式下電流消耗為50 nA。接收天線選擇鞭狀天線，其長度為λ／4(λ為其接收信號的波長)，接收信號的頻率為434MHz，故天線長度大約為17．3 cm，此天線接收信號很靈敏。信號通過天線接收到以后，通過1個(gè)LC濾波器進(jìn)入LNA(低噪聲放大器)，把微弱的信號放大。由于LNA本身具有噪聲，故需要通過第2個(gè)LC濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行濾波，然后進(jìn)入混頻器，與晶振通過鎖相環(huán)倍頻的信號進(jìn)行混頻?；祛l后的信號通過中頻濾波器(IF filter)進(jìn)入限幅器，再經(jīng)過數(shù)字濾波器、數(shù)據(jù)限制器送入單片機(jī)作進(jìn)一步的解碼處理。
在接收端晶振電路的設(shè)計(jì)需要考慮以下因素：晶振頻率的大小依據(jù)fQ=(fRF-10．7 MHz)／r計(jì)算，其中，fQU為晶振的頻率，fRF為接收到的信號頻率，r為鎖相環(huán)的倍頻系數(shù)，10．7 MHz為中頻濾波器的中心頻率。根據(jù)發(fā)射信號的頻率為434 MHz的實(shí)際情況，本例中，fRF=434 MHz，r=32，故晶振頻率fQ=(434 MHz-10．7 MHz)／32=13．234MHz。晶振的負(fù)載電容為C1，所需要的電容C3的計(jì)算公式為Cs=1／(1／C1+2πfx L)。例如，晶振頻率為13．4 MHz時(shí)，C1=12 pF，XL=1010 Ω，Cs=5．94 pF，所以通過兩個(gè)電容串聯(lián)而成。兩個(gè)電容的電容值不一樣，這有利于晶振的起振。實(shí)際應(yīng)用中兩電容分別選擇為22 pF和8．2 pF。
接收端的單片機(jī)同樣選擇Atreel公司的AT89C52。接收芯片的外圍接口電路如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202512.htm
接收端要同時(shí)接收來自不同溫度傳感器的數(shù)據(jù)信息，要區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)信息來自于哪個(gè)DSl8B20傳感器，就需要給DSl8B20傳感器編上序號。 Dallas公司的溫度傳感器芯片DSl8B20就為每一個(gè)傳感器編了惟一的序號，在提取每一個(gè)傳感器的相關(guān)信息時(shí)首先讀取該傳感器的序號，據(jù)此就可以確定傳感器的位置。
3 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試
系統(tǒng)啟動后，通過發(fā)射模塊內(nèi)的單片機(jī)讀取溫度傳感器芯片Dsl8B20所測量到的溫度值。溫度傳感器芯片與單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸主要通過單總線協(xié)議完成，這樣為連接多個(gè)溫度傳感器提供了有利條件。單片機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后通過SPI總線協(xié)議方式發(fā)送給發(fā)射模塊TDK51lO，發(fā)射模塊TDK5110把溫度信息和溫度傳感器的序號發(fā)送出去。接收端上電開始工作，通過接收發(fā)射端傳輸過來的相關(guān)溫度數(shù)據(jù)信息，接收芯片通過SPI總線協(xié)議將數(shù)據(jù)暫存在單片機(jī)AT89C52中，單片機(jī)通過RS232總線方式將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)上，實(shí)時(shí)地監(jiān)測工作場內(nèi)的溫度變化情況。當(dāng)溫度低于某個(gè)設(shè)定的閾值時(shí)，通過警報(bào)方式提醒工作人員的注意，以便采取相應(yīng)的措施。該系統(tǒng)中，無線數(shù)據(jù)傳輸問題是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，本設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室條件下已經(jīng)取得了預(yù)期的效果。由于實(shí)際的環(huán)境條件遠(yuǎn)比實(shí)驗(yàn)室復(fù)雜，所以要在實(shí)際的生產(chǎn)中使用，還需要更多實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場調(diào)試，并在此基礎(chǔ)上作一些調(diào)整與改進(jìn)。
結(jié)語
本文提出了一種基于發(fā)射模塊TDK5110以及無線接收模塊TDA5220設(shè)計(jì)的無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)，具體討論了各模塊的參數(shù)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)與PC機(jī)相連實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、處理等，還可以連接調(diào)溫裝置實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)控制等。該系統(tǒng)裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、抗干擾性強(qiáng)、性能穩(wěn)定
等特點(diǎn)，可應(yīng)用于各種惡劣的測溫環(huán)境中。
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