0 引言

　　在工業生產過程中，溫度是最為常見、最為重要的物理工藝參數之一。隨著社會的發展，工業中對溫度測量的要求也越來越高，測量數據的范圍也越來越大。溫度采集系統設計時，傳感器模塊的設計將直接影響著數據的測量效果，隨著測量要求的提高，傳感器模塊電路的復雜程度也會越來越高，無疑帶來布線的困難和效率的下降，同時存在著易短路，易老化等隱患，給系統的綜合調試和維護帶來難度。與傳統的有線通信技術相比，無線傳輸技術具有測量精度高、受環境影響小、成本低等優點。本文將傳感器技術與無線通信技術相結合，實現無線溫度采集功能。

　　1 系統方案設計的原理

　　無線溫度采集系統是一種基于射頻技術的無線溫度檢測裝置。系統中由溫度傳感器將溫度采集后輸出的模擬信號逐步送往信號放大電路、低通濾波器以及A/D轉換器（即信號調理電路），然后在單片機的控制下將A/D轉換器輸出的數字信號傳送到無線收發芯片中，并通過芯片的調制處理后由芯片內部的天線發送到上位機，在上位機模塊中，發送來的數據由單片機控制的無線收發芯片接收并解調，最后通過接口芯片發送到PC機中進行顯示和處理。

　　系統包括無線采集、主機控制和PC 機三個通信節點：無線采集節點實現溫度采集和溫度數據的收發；主機控制節點實現簡單通信控制和無線數據收發，并可通過串口傳到上位機；PC 機節點為數據采集提供計算機通信方式，為實現更強大功能提供上位機軟件設計平臺，系統設計方案如圖1所示。

　　2 硬件設計

　　根據設定好的系統方案，進行硬件電路的具體設計，由于主機和從機各模塊的硬件設計原理基本相同，而溫度采集和NRF905 無線通信塊都在從機部分，這里重點分析從機的硬件設計，系統結構圖如圖2所示。

　　2.1 溫度采集

　　溫度采集模塊的主要功能是對模擬量進行數字化，這里選用逐次逼近型模數轉換器ADC0832芯片，該芯片具有8位分辨率，轉換范圍為0~5 V.由于數據的輸入和輸出不在同一時間進行，所以DI和D0可以接到同一個引腳上。ADC0832 使用SPI 串行接口與單片機進行通信，電源電壓為+5 V，去耦電容C 為0.1 μF，硬件電路如圖3所示。

　　2.2 NRF905無線通信

　　無線通信模塊采用單片433/868/915 MHz無線收發器NRF905芯片。該芯片與單片機的接口為SPI口，調制采用GFSK高斯頻移鍵控方式，具有很強的抗干擾能力。波段采用ISM 免費波段，供電電壓為1.9~3.6 V，選用3.3 V供電，器件選用AMS1117-3.3，發射功率最大為10 dBm，硬件電路如圖4所示。