(乐山职业技术学院 四川 乐山 614000)

随着工业2.0的发展，温度以及其他数据的采集越来越频繁，应用越来越广泛，传统的温度采集不方便，在高温环境下，给采集人员带来一定的安全隐患，本文通过设计一个非接触式的远程温度采集系统，该系统使用atmega16系列芯片作为主控器件，利用NFRF905芯片进行远程通信，温度传感器使用PT100，PT100是一个温度传感器,是一种稳定性和线性都比较好的铂丝热电阻传感器,可以工作在-200℃至650℃的范围。

一、系统的硬件结构

系统由PT100采集外部温度，并将温度信息量转换成电压量，在通过模拟信号数字化，将温度的模拟量，转变为适合计算机或控制器处理的数字量，送给atmega16单片机处理，单片机将处理后的信息送到LCD1602液晶屏上显示，然后在通过nrf905无线传输模块远程传递给控制中心。整个系统包括系统温度采集模块、模/数转换模块、无线传输模块、和系统控制中心。

系统硬件模块框图如图1所示：

在此框图中，每一个从模块，可以控制多个温度采集模块，温度控制器模块可以分为主模块和从模块，一个温度控制器主模块可以控制多个温度控制器从模块。

无线传输模块使用NRF905芯片，NRF905是一款工作于433MHZ、868MHZ、915MHZ的高斯移频键控调制模式下的一款无线传输芯片，最多可利用512个通信频率，使用shockburst传输模式，和微控制器之间使用全双工的串行外设接口进行通信。配置非常方便。此外，其功耗非常低，以-10dBm的输出功率发射时电流只有11mA，工作于接收模式时的电流为12.5mA，内建空闲模式与关机模式，易于实现节能。nRF905适用于无线数据通信、无线报警及安全系统、无线开锁、无线监测、家庭自动化和玩具等诸多领域[1]。

核心控制芯片使用atmega16，它是一款高性能、低功耗的8位avr的微控制器，有32x8的通用寄存器，内有16K字节的程序存储器，在系统内可编程Flash，512字节的EEPROM和1K字节内部SRAM。

图1 系统硬件结构图

图2 软件流程图

二、系统的软件设计

系统的软件分为上位机软件和控制器软件，本系统设计中主要是对控制器软件进行设计，从控制器软件的流程图如图2所示：

在使用NFR905作为无线传输模块的时候，主要考虑三个方面的因素：Nrf905模式的配置、Nrf905通过寄存器配置、Nrf905需要spi通信配置寄存器[2]。模式的配置，有四种模式：如下表所示：

表1 NRF905配置模式

其中射频接收模式和射频发送模式是实现系统温度数据远程接收和发送功能的两种模式，假设PWR_UP为高电平，可以通过如下的软件设计将其配置为接收模式。

void SetRxMode(void)

{

TXEN=0;

TRX_CE=1;

Delay(1);

}

其中Delay(1)的延时时间应该大于或等于650us。

同样的也可以将其配送为发送模式，配置为发送模式的程序段如下所示：

void SetTxMode(void)

{

TRX_CE=0;

TXEN=1;

Delay(1);

}

2.1 nRF905配置

根据手册，可以写出如下的配置程序：

unsigned char idata RFConf[11]=

{

0x00, //配置命令//

0x4c,//CH_NO,配置频段在430MHZ

0x0c,//输出功率为10db,不重发，节电为正常模式

0x44,//地址宽度设置，为4字节

0x04,0x04,//接收发送有效数据长度为32字节

0xCC,0xCC,0xCC,0xCC,//接收地址

0x58,//CRC充许，8位CRC校验，外部时钟信号不使能，16M晶振

};

三、结束语

本系统在设计上实现了一对多的通信模式，可以通过主控制对多个从控制器实现控制和管理，多个温度采集系统将采集的温度数据送给从控制器进行处理，从控制器又将这些数据送给主控制器进行管理和在上位机中显示、保存。