无线温度测量的实现

无线温度测量的实现
摘要：传统的温度测量，都是从传感器引出线缆到达显示面板或主机，才能测量温度的变化。

对于一些腐蚀性强或密封性高，温度测量与主机距离远的环境，有线温度测量实现起来就比较困难，虽然随着技术的发展，温度变送器的出现解决了短距离温度的测量，但其仍然依赖于线缆，而且随着距离的增加，信号衰减很快，无法适用于远距离温度测量。

关键词：无线芯片；单片机；温度传感器
当今在我们的生活中处处都能见到无线通信，短距离通信的有红外线、蓝牙，远距离通信的有手机，GPS等。

可以说，二十一世纪将会是无线应用飞速发展的时代。

相对于蓝牙，手机等无线通信的应用，无线温度测量由于受被测量温度太高或太低的影响，直接导致电子元器件无法工作的原因而使得其发展相对缓慢，但在常规的温度测量应用中，例如粮食仓库等的温度测量，无线温度测量还是能够胜任的。

对于无线温度测量而言，只需在所需要温度测量的地方放置无线温度测量模块作为无线节点，在主机上就能显示被测位置的温度。

当温度测量出现故障时，只需对无线测量节
点进行故障排查，这样一来，也就能弥补了有线线路容易损坏，腐蚀，出现故障时又难以查找等缺陷，既增加了工作效率又降低了维护成本。

无线芯片、单片机、温度传感器，三者联起来，就能实现无线温度测量。

既然是无线温度测量那就离不开无线芯片了，目前无线芯片种来也越来越多，应用领域越来越广，而CC1100无线射频芯片就是其中的一个成员。

CC1100它的电路主要设定为433MHz、915MHz等频率的ISM（工业、科学和医学）频率波段。

根据不同的的传输速率要求，可通过编程对其寄存器进行设置，使其按需要的数据传输速率来进行传输，最高可达到500kb/s 。

单片机的应用在目前的工业，商业产品中可以说比比皆是，低端有8位单片机应用于冰箱，空调等，高端有16位，32位的DSP，ARM等应用于手机。

而我们在温度方面的测量，选用C8051F020新一代8位SOC（System On Chip，片上系统）型的单片机，其速度是常规80C51单片机的10倍左右，具有SPI，UART等接口。

同时其具有的JTAG接口，利用边界扫描方式实现芯片在线系统的调试，缩短了系统开发周期以及设备后期的在线升级，减小设备更新的成本。

温度传感器采用DS18B20，它将地址线、数据线和控制线合为一根双向串行的信号线。

由于采用数字式电路，传感
器对温度已经进行内部硬件修正，相对于传统的热电阻、热电偶而言，无需再进行线路温度修正或温度补偿修正便能与C8051F020单片机相连接而实现温度测量功能。

如图（1），图（2）,两者联起来就能实现一个无线温度测量系统。

大致工作原理是：图（1）无线测温模块中，
C8051F020单片机作为控制核心单元，首先利用地址数据线通过编程实现与DS18B20温度传感器的通信，使得传感器能够顺利的开始温度测量工作，并实时采集温度数据，将采集回的数据以十六进制的编码发回给C8051F020单片机，然后利用已经编写好的readData()，writeDate()等函数对CC1100芯片的各个寄存器进行初始化设置，使其各个寄存器协调工作，通过SPI串行接口把温度数据发送到CC1100上，由于CC1100对无线数据的发送、接收、调制、解调、纠正都提供了很好的硬件支持，在我们利用其来进行无线数据传输时，数据传输的完整性，正确性就得到了有效的保证。

当图（2）主机控制模块的CC1100接收到调制数据后，对数据进行硬件解调，然后传送到C8051F020单片机上，
C8051F020单片机再经过程序对数据处理，最后把温度数据显示在LCM液晶显示屏上。

这样所需的无线温度测量的功能也就实现了。

测量温度是为了能更好的监测控制局部的环境温度，使局部环境温度在我们所要求的范围内，所以主机控制模块也可以通过按键来设定温度测量时的报警上下界限，
当温度超出范围时就可以做出相应的报警处理了。

由于DS18B20其片内的64位ROM使得各个传感器都有各自的ID码，就像每个传感器都有一个身份证一样，当多个DS18B20与同一个主机通信时，彼此之间也就不会相互混淆了。

因此，一个温度传感器就是一个独立的无线温度测量节点，如果需要同时对一个环境进行多点温度测量时，DS18B20的ID码识别功能就能充分发挥作用了。

而通过UART串行接口，主机控制模块同样可以与计算机进行数据通信，通过计算机里的软件可以画出温度实时曲线，从而达到更直观、更实时的无线温度测量。