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類(lèi)型分類(lèi)：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類(lèi)：: 測(cè)試系統(tǒng)

深度解析ZigBee無(wú)線(xiàn)終端溫度測(cè)試系統(tǒng)電路

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：92

【導(dǎo)讀】生活水平不斷提高，視頻的安全衛(wèi)生問(wèn)題逐漸得到重視。很多農(nóng)產(chǎn)品和易腐視頻都會(huì)冷藏、冷凍起來(lái)，這就要求對(duì)冷庫(kù)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保證貯藏品的質(zhì)量。本文介紹的就是ZigBee無(wú)線(xiàn)終端溫度測(cè)試系統(tǒng)。

系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

單個(gè)冷庫(kù)溫度無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的下位機(jī)主要是由單片機(jī)與溫度傳感器、無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器、鍵盤(pán)電路、顯示電路、時(shí)鐘電路等構(gòu)成，上位機(jī)由單片機(jī)與無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器構(gòu)成。下面將主要介紹上述幾個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)。上位機(jī)與下位機(jī)的單片機(jī)AT89C51的最小系統(tǒng)均如圖所示，圖中外接晶體以及電容C2、C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30PF左右，晶振頻率選6MHZ。外接復(fù)位信號(hào)采用的是上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的結(jié)合。

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圖1：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)

本系統(tǒng)為多點(diǎn)溫度測(cè)試，溫度傳感器DS18B20既可寄生供電也可外部電源供電。為了盡可能減少使用單片機(jī)的I/O口，我們采用外部電源供電方式。同時(shí)注意單總線(xiàn)上所掛接的DS18B20的數(shù)目不宜超過(guò)8個(gè)，否則需考慮總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。其硬件連接電路如圖。

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圖2：DS18B20與下位機(jī)單片機(jī)接口電路圖

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XBee Pro模塊自帶軟件包，可以直接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通訊，但需要提前將XBee Pro模塊進(jìn)行匹配，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)通訊功能。因?yàn)閱纹瑱C(jī)管腳電壓為5V，而XBee Pro模塊的管腳電壓為3.3V，故若將兩模塊連接需使用光電隔離。其中上位機(jī)與下位機(jī)分別都有XBee Pro模塊與單片機(jī)的連接，設(shè)計(jì)采用的是獨(dú)立式鍵盤(pán)，以查詢(xún)方式工作。直接用I/O口線(xiàn)構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，每個(gè)按鍵占用一條I/O口線(xiàn)，每個(gè)按鍵的工作狀態(tài)相互不會(huì)產(chǎn)生影響，其接口電路如圖。

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圖3：模塊與單片機(jī)硬件電路圖

P2.1口表示起動(dòng)鍵，起動(dòng)系統(tǒng)工作。P2.2口表示停止鍵，停止系統(tǒng)工作。P2.3口表示通道切換鍵，選擇要觀察的那路溫度。P2.4口表示設(shè)限鍵，設(shè)定系統(tǒng)工作環(huán)境的范圍。P2.5口表示加一鍵，數(shù)字“+”鍵，按一下則上限溫度設(shè)定值加1。P2.6口表示減一鍵，數(shù)字“—”鍵，按一下則下限溫度設(shè)定值減1。

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圖4：獨(dú)立鍵盤(pán)電路圖

顯示電路采用共陰極七段數(shù)碼管，顯示方式為節(jié)約硬件資源的動(dòng)態(tài)掃描方式。

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圖5：顯示電路

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DSl337是一種超小型的串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除了具有其他時(shí)鐘芯片所具有的記錄秒、分、時(shí)、星期、日、月、年，鬧鐘，可編程方波輸出外，最大的特點(diǎn)是體積小，連線(xiàn)少，性能良好。下位機(jī)單片機(jī)AT89C51與串行時(shí)鐘DS1337的硬件連接。

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圖6：下位機(jī)單片機(jī)連接圖

NE56604能為多種微處理器和邏輯系統(tǒng)提供復(fù)位信號(hào)，其門(mén)限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門(mén)限電平時(shí)，NE56604將產(chǎn)生精確的復(fù)位信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)單片機(jī)的輸出信號(hào)與監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)的通訊，通常利用監(jiān)測(cè)單元PC機(jī)配置的異步通信適配器，通過(guò)MAX232電平轉(zhuǎn)換器即可實(shí)現(xiàn)。

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圖7：電平轉(zhuǎn)換電路

低溫有毒的環(huán)境中解脫出來(lái)，為企業(yè)節(jié)約人力成本，又可以方便我們隨時(shí)對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控。毫無(wú)疑問(wèn)，在監(jiān)溫系統(tǒng)中應(yīng)用無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)以及適于它的ZigBee無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，是現(xiàn)在及將來(lái)冷庫(kù)溫度監(jiān)控的研究熱點(diǎn)并具有廣泛的應(yīng)用前景。

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