基于蓝牙的无线传输系统

基于蓝牙技术的温度数据采集系统

测控技术与仪器 J07310119 童瑞指导老师张景文讲师

摘要

将模拟信号转换成数字号、并进行存储和计算机处理、显示的过程称为数据采集，而相应的系统称为数据采集系统。数据采集系统是获得信息的基本手段。数据采集技术作科学信息技术的一个重要分支，以传感器信号测量与处理、微型计算机等技术为基础而形成的一门综合应用技术。

附着信息科学与计算机技术的发展，无线技术的应用范围逐步取代有线技术，应用范围也越来越广。蓝牙技术是最近几年发展起来近距离的无线技术，由于的应用范围广，移植好。世界许多大公司也纷纷投入人力与物力来研究和开发。蓝牙技术慢慢成熟、越来越方便好用。

本文就是基于蓝牙，提出来的一种无线数据采集系统。采用TI制造的MSP430系列和双片nRF2401完成数据的采集与传送过程。

关键字:数据采集系统；蓝牙技术；MSP430；

Abstract

The process that convert analog signal into digital signal, and storge, display is called Data Acquisition, and the correspond system is called Data Acquisition System. Data Acquisition is the basic means that can obtain various information. Data Acquisition is an important branch of the information science. It is a technique of synthetical application, which is based on the technology of the sensor, the technology of signal measurement and processing , computer science, and so on.

Attachment of Information Science and the development of computer technology, wireless technology applications gradually replace wired technology, Application is also increasing. Bluetooth technology is developed in recent years close range wireless technology, as the application of a wide range and good transplantation. Many of the world's largest companies have invested manpower and resources in the field. Bluetooth technology blocks more convenient handy.

This paper is based on Bluetooth, to a wireless data acquisition system. Manufactured using TI MSP430 and Nrf2401. Chip-completion of data collection and transmission over Cheng.

Key words: data acquisition system ; bluetooth ; MSP430;

一、前言

步入数字化信息通讯时代，数字化设备的有线连接给人们随时随地的信息连接和传讯带来了很多不便，无线通信连接技术将人们从有线连接的束缚中放出来，已经成为发展的趋势。一些公司和标准化组织已经开始探寻各种无线连接技术，并开发出一系列标准，其中有些标准得到了很好的应用。在这些无线技术中，蓝牙无线通信技术发展最快，具有广阔的应用前景。目前蓝牙技术大多用于网络连接和语音设备，在数值采集统中的应用还很不常见，针对蓝牙技术功耗低，抗信号衰落，减少同频干扰，保证传输的可靠性等的特点，因此认为将蓝牙技术应用于数值采集,控制系统实现无线控制与测量也成为一种趋势

1994年爱立信提出蓝牙技术以来，这项低功耗、低成本的无线连接技术己经获得了巨大的发展。1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBh和英特尔5家公司成立了蓝牙特殊兴趣小组(Special Interest Group, SIG)。此后，各大公司都加大了对蓝牙的投资力度，于1999年发布了蓝牙技术协议V1. 0B版，标志着蓝牙技术已经初具雏形。此后，声称支持蓝牙协议的企业也日益增多。

2000年一批蓝牙产品相继研发成功，但是第一代蓝牙芯片和模块(module)性能和生产都差强人意

(功耗大、射频不稳定、语音质量不理想、价格高等)，软件也欠成熟(易用性、功能性不足)，不同厂家的蓝牙产品常常不能互通。2001年3月，蓝牙SIG发布了蓝牙协议v1. 1版，解决了蓝牙产品的互操作性问题。自2001年下半年以来，蓝牙的研发和产业有了很大的进展，一点对七点技术的实现和爱立信T39等蓝牙手机的上市，才标志着蓝牙己经能够成为市场的卖点和厂家的利润增长点。2002年5月又推出了蓝牙协议Vl. 2版，是蓝牙协议更加完善。2002年9月27日，微软正式宣布在Windows XP和Windows CE4.0中内嵌对蓝牙的支持，互通性大大改善。目一前SIG成员己经发展到3000家左右。

二、数据采集系统的软硬件设计

（一）硬件设计

１单片机的选型

TI 公司的MSP430 系列是一个超低功耗类型的单片机，该单片机在1.8V ～ 3.6V 电压、1MHz 的时钟条件下，耗电电流在0.1 ～ 400μA 之间；含有P0 ～ P6 7 个I / O 口、2 个定时器（Timer A、Timer B）、1 个看门狗、ADC模块以及串口通信模块，内部集成2K 的ROM 和60K 的RAM，可十万次重复编程；MSP430 系列单片机均为工业级的产品，运行环境温度为- 40℃～+ 85℃；而MSP430 系列单片机一般单价只有几十元。由此可以看出，MSP430 系列单片机的性价比不错，完全能够满足系统开发的需要。根据需要选用了MSP430F149芯片.

其中F表示ROM为闪存

14表示ADC12,硬件乘法器

9表示内存大小60KB.

2 传感器的选型

传感器是信息技术的前沿尖端产品，被广泛用于工农业生产、科学研究和生产等领域尤其是温度传感器使用范围广数量多。本系统采用pt100温度传感器作为数据的采集元件，pt100温度传感器是利用铂电阻的阻值随温度变化这一特点制成的，传感器的测量电路如图一，该电路采用双恒流源供电，使温度为0度时输出电压为0V,铂热电阻采用三线制接法，消除了连接导线电阻引起的测量误差，该接法适用于中等测温距离的场合。

图1 pt100测温电路图

3 硬件电路的实现

(1)传感器与MSP430连接

将传感器输出的模拟电压信号经P6.0管脚传送给MSP430单片机的A/D转换模块进行A/D转换。

(2) MSP430单片机与nRF2401连接

nRF2401通过SPI口与MSP430单片机进行连接，由于nRF2401的SPI口只有1个数据管脚（DATA 管脚），所以该管脚直接与MSP430单片机的SPI口的数据管脚（MOSI、MISO）进行连接。nRF2401芯片的CE、CS、DR1和PWR_UP管脚分别与MSP430单片机的P1.0、P1.1、P1.2和P1.3管脚连接。P1.0、P1.1和P1.3管脚只用来控制nRF2401的工作状态，而P1.2管脚用来指示nRF2401是否接收到数据，由于P1口的管脚有中断功能，因此可以将P1.2管脚设置成中断方式。连接如下表1.