无线通信系统的环境监测.doc

目录
1 引言 1
2 实现功能 3
3 系统总体方案论证 4
方案一 4
方案二 4
本系统设计方案 7
4 系统硬件设计 8
数据采集功能的实现及电路设计 8
模数转换芯片ADC0809特点及功能 13
核心芯片AT89C2051介绍与应用 17
PTR2000内部各模块功能介绍 27
译码与显示电路 32
电源设计 34
5 系统软件设计 35
软件框架 35
程序流程图 35
参考文献 39
致谢 40
附录一数据采集与发送程序 41
附录二数据接收与显示程序 43
附录三系统总电路图
1 引言
一般的数据采集系统是通过传感器将捕捉的现场信号经模数转换器ADC采样、量化、编码后,成为数字信号,存入数据存储器或送给微处理器,或通过无线方式将数据发送给接收端进行处理。而本文所设计的基于单片机的智能数据采集及无线传输系统,是应用信息时代最具特色的单片机控制系统来对采集到的数据经行处理和传输已达到对所采集信号高精度,高稳定性的现代化处理要求。
计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展;这三个方向就是:巨型化,单片化,网络化。以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用,故而,巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时,Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器(embedded microcontroller)。单片机的最明显的优势,就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。根据目前单片机的发展形势未来在可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。它所集成的部件越来越多;NS(美国国家半导体)公司的单片机已把语音、图像部件也集成到单片机中,也就是说,单片机的意义只是在于单片集成电路,而不在于其功能了;如果从功能上讲它可以讲是万用机,原因是其内部已集成上各种应用电路。功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步。
技术日益向高速化、智能化、信息化、网络化发展,各种各样的制造业和通信业设备除了可以与计算机联机外,还可以互相联机,而实现设备间相互联机的最具发展潜力的方式就是无线通信。与有线通信方式相比,无线通信具有一系列优点,特别适用于手持现场设备、电池供电设备、遥控遥测设备、水文气象监控设备、生物信号采集系统、工业数据采集系统、机器人控制系统、银行智能回单系统、小型无线网络、小型无线数据终端、无线抄表、门禁系统、无线标签身份识别、非接触RF智能卡以及无线232数据通信、无线485/422数据通信、无线数字语音和数字图像传输等。在工业、科学研究以及医疗设备中,目前出现了大量需要进行通信的设备,这些设备通信距离较近、数据量较小、不适合布线。比如自动抄表系统、酒店点菜系统以及现场数据采集系统等,其中有很多设备是可移动的,而且要求荷重小便于携带。实现上述不同的功能要求,有不同的方案选择,从而使通讯设备具有体积小、功耗低、成本低、使用方便等特点。双向无线发射、接收机应满足便携式电池供电设备的一些基本要求,才能适用于无线RF应用。这些基本要求为:方案成本低、体积小、低功耗、符合电池供电要求、集成度高、无需微调外部元件、外围元件极少、加工更容易、数据传输率高、传输时间更短、接口简单、可以与廉价的单片机接口。在现代工业生产和科学技术研究的各行业中,通常需要各种数据进行采集,目前适用的通过数据采集板卡采集方法存在以下缺点:安装麻烦,易受机箱环境的干扰而导致采集数据的失真,易受计算机插槽数量和地址,中断资源的限制,可扩展性差,这就为我们的设计提出了两个方面的要求:一方面,要求接口简单灵活且有较高的数据传输率;另一方面,由于数据量通常都较大,要求主机能够对实时数据
做出快速响应,并即使进行分析和处理。

2 实现功能
这次课题任务是实现对温度信号的智能采集,信号处理,无线传输,接受及显示。该温度信号首先通过A/D转换电路将其模拟量转换为数字量,它是通过串行ADC0809 A/D转换器实现的。转换后的数字信号送到AT89C2051单片机进行信号处理,并传送给发射芯片PTR2000进行无线传输,该芯片传输带宽433MHZ,具有灵敏度高、稳定、抗干扰能力高,可直接与CPU串口连接的特点。信号的接收部分是由另一块PTR2000完成。最后,把接收到的信号送给微处理器AT89C2051单片机进行数据处理,并显示。为