基于AVR单片机的无线测温系统

南京斯沃电气

为了满足当前温度采集系统对于温度进行精确测量、无线传输的需 求，文中提出了 一种 基于 AVR 单片机的无线测温 系统设计方 案。测温 系统以 nRF905 无线芯片 和单片机 Atmega16L 为核心 ，采用单 总线数字式温度 DS18B10 进行准确 测温，实现了短距离 无线传输 和多点温度的精 确采集 ，将采集 的温度 数据 发送至 上位机，实现了对温度 数据 的动态显示，查询 、储存 等功能。该系统具有成本低、易于扩展、用户界面操作简单 等优 点，可以在各种复杂 的工业 现场高效 而准确地进行数据 采集和无线传输 。

引言

温度检测在暖通空调、电力系统、通讯基站、食品加工、制药等行业有着非常广泛的应用，尤其是在电力行业，由于温升所带来的故障时有发生，因而急需一种成本低 ，有效灵活的监测手段鉴于传统测温系统测温点少系统兼容性及扩展性较差的特点文中提出温度检测系统的设计采用的是分布式通讯在线测量方案 ，以 AVR 单片机为处理和控制核心来实现温度信号的检测、处理及显示。又可以利用无线收发模块实现系统与计算机的无线通信，利用计算机实现数据的分析，处理及打印。该系统采用专用集成电路，电路结构简单 ，工作稳定可靠，具有两种工作模式及无线数据传输等特点，特别适用于粮食仓储系统 、楼宇自动化系统 、温控生产线等等行业的温度测

1．1 测温模块

在系统中采用的是 DS18B20 是应用单总线技术的数字温度传感器 ，无需 A /D 转换电路就可以直接将被测温度转换为数字信号供单片机进行处理 ，其主要的特性为：

测量范围为 －55 ～125℃，

提供 9 ～12 位摄氏温度测量，

测温的分辨率 0. 0625℃，它通过一个单线接口发送或接收信息。

于此同时 ，每个 DS18B20都有一个独特的64 位序列号 ，因而可以用一个 AVR 微控制器去控制很多覆盖在一大片区域的DS18B20。

这一特性在环境控制 、仪器或机器的温度以及过程检测和控制等方面非常用 。由于 DS18B20 在寄生电源的工作方式下时，单总线上的 DS18B20 个数不能超过8 个，而图 3 中的三线制连接方式很好地解决了能量供给问题，理论上可在数据总线上接任意多个器件 。核心完成对采集数据的处理和显示 ，主站的硬件构成示意图如图 1 所示 。

（2 ）下位机 ，包含多个测温节点 ，通过无线发送数据，以 AVR 单片机为核心完成温度数据采集 。整个测温系统由数字温度传感器DS18B20 将现场的温度信息进行转换进入AVR 单片机 ，由单片机将温度信息转化为数字信号 ，经nRF905 无线传输到主站的nRF905 芯片 ，再由MAX232 传输至工控机中，由工控机将温度数据进行处理后通过 Delphi 编制的软件显示出来。

当 CSN置低电平 ，SPI 接口开始等待第一条指令；调用 Spi-

write 函数 ，向 Nrf905 发送 WC 指令，准备写入配置信息 ；反复调用 Spiwrite 函数，向器件配置寄存器写入配置信息；CSN 置高电平，结束 SPI 通讯 ，nRF905 配置完成 。

1．4 串口通信模块

上位机通过串口与nRF905 相连 ，以无线方式接收采集的 现场温度数据 ，并对采集的数据进行处理。由于单片机的串口 通信采用的是TTL 电平 ，而工控机的标准串行接口的电平范围 是 －15 ～15 V．所以需要采用MAX232 芯片进行电平转换。AT-mega16L的 TXD、RXD 分别与 MAX232 的 T1 IN、R1 OUT连接 ，而MAX232 的 T1 OUT、R1 IN接到上位机的串口 。