基于DS18B20和nRF2401的庫區(qū)測溫網(wǎng)絡無線傳輸系統(tǒng)

　　發(fā)送過程為：設置Config寄存器使器件處于發(fā)送模式，當測溫節(jié)點有數(shù)據(jù)需要發(fā)送時，溫度和地址數(shù)據(jù)送到nRF2401中，單片機將CE管腳置高，激活ShockBurst發(fā)送模式，完成數(shù)據(jù)打包并高速發(fā)送，然后等待中斷。

　　接收過程為：設置Config寄存器使器件處于接收模式，單片機將CE管腳置高，激活ShockBurst接收模式，延時130μs后檢測空中信息，若接收到有效的數(shù)據(jù)包，則發(fā)送確認信號，產生中斷，同時讀出有效數(shù)據(jù)并發(fā)送給單片機，單片機通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)給PC機。

3.3.2 收發(fā)模式的自動識別設計

　　為簡化編程，增強代碼通用性，本文為上位單片機和下位單片機設計了完全相同的同一套程序代碼，系統(tǒng)自動識別并設置工作模式，無需人為區(qū)分單片機是接收還是發(fā)送。實現(xiàn)接收和發(fā)送模式自動切換的代碼如下：

　　void Switch_RT(uchar SW, uchar mode)

　　{ //收發(fā)模式切換子函數(shù)

　　CE=0; //待機

　　if(SW) //為1

　　SPI_WR_Reg(CONFIG, SPI_RD(CONFIG) & 0xfe); //發(fā)射模式

　　else //為0

　　SPI_WR_Reg(CONFIG, SPI_RD(CONFIG) | 0x01); //接收模式if(mode)

　　CE=1; //拉高CE啟動收發(fā)

　　}

　　程序默認無線模塊處于接收模式，下位單片機測得溫度數(shù)據(jù)后，將Config寄存器的PRIM_RX位置0，控制nRF2401工作于發(fā)送模式，將數(shù)據(jù)打包發(fā)出，隨即將PRIM_RX位置1，處于接收模式;上位機端nRF2401接收到數(shù)據(jù)包后，即由上位單片機將其讀出并通過串口傳給上位PC機。

　　PC機向下位機發(fā)送指令時，首先將指令發(fā)給上位單片機，上位單片機一旦接到指令，即將PRIM_RX位置0，控制nRF2401工作于發(fā)送模式，發(fā)出數(shù)據(jù)包;下位單片機通過nRF2401接收后將數(shù)據(jù)包讀出執(zhí)行。

4 系統(tǒng)運行情況

　　PC機應用程序采用Visual Studio2010 VB.net編寫，上位單片機與PC機應用程序之間的通信通過串口控件實現(xiàn)，二者之間的參數(shù)設置需一致。

　　程序運行界面如圖4所示，各庫區(qū)溫度正常時，溫度值字體顏色正常，某庫區(qū)溫度超過正常值時，相應溫度值字體以紅色顯示并閃爍，下位單片機自動接通對應庫區(qū)繼電器，啟動散熱風扇進行降溫;當溫度下降至正常值后，單片機控制繼電器關斷散熱風扇，同時溫度值字體顏色恢復正常。溫度值右側標簽顯示的數(shù)據(jù)是設定的正常溫度范圍。

　　“庫區(qū)選擇”組合框中有10個復選框，對應10個庫區(qū);按下“啟動風扇”按鈕可對所選庫區(qū)進行強制通風;按下“關閉風扇”按鈕可強制關閉散熱風扇;按下“溫度范圍設定”按鈕可對所選庫區(qū)報警溫度閾值進行設置;按下“保存數(shù)據(jù)”按鈕可將庫區(qū)編號、溫度值、時間信息等保存至指定位置，便于查看分析。

5 結論

　　利用本文設計的無線傳輸系統(tǒng)，可以采集10個重要庫所的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機的處理，將數(shù)據(jù)通過nRF2401傳輸給PC機顯示。經(jīng)實測證明，此無線傳輸方案能準確采集并傳送溫度數(shù)據(jù)，傳送距離可達60米，空曠地帶接近100米，既避免了繁瑣的布線，又可有效防止惡劣天候的影響，采用元件少、簡單易行、成本低廉、性能可靠、便于檢修，是一種新穎實用的庫區(qū)溫度監(jiān)控系統(tǒng)。

參考文獻：

　　[1]劉斌.基于nRF2401和GPRS的無線溫度傳輸系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代電子技術,2012;35(15):46-48

　　[2]王旭,馬汝建,王洪斌. 基于nRF24E1的多點無線測溫報警系統(tǒng)設計[J]. 濟南大學學報(自然科學版),2013;27(4);352-357

　　[3]丁恩杰,蹤曉志.基于nRF24E1和DS18B20的無線測溫系統(tǒng)[J].儀表技術與傳感器,2010;11(3);60-62

　　[4]李飛,沈玲,黃熹. 1-Wire總線測溫網(wǎng)絡的構建[J]. 電子產品世界,2012;(10);43-44

　　[5]孫保群,王瓊. 基于nRF2401軟件跳頻協(xié)議的設計與實現(xiàn)[J].電子技術應用,2012;38(5);46-48,51

　　[6]郭吉術,林明星,劉偉,等. 基于nRF2401的無線扭矩監(jiān)測系統(tǒng)[J].儀表技術與傳感器,2012;(12);57-60

　　[7]朱嶸濤,徐愛鈞,葉傳濤. STC15單片機和nRF2401的無線門禁系統(tǒng)設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用,2014;(6);57-60

　　[8]王曉峰,張致恒,張　波,等. 基于nRF2401的高速路不停車收費系統(tǒng)[J]. 電力學報,2009;24(5);431-433

　　[9]呂勝杰,霍淑艷. 基于DS18B20的單總線多點測溫技術[J].現(xiàn)代電子技術,2011;34(2);185-187

　　[10]陳佳聞. 基于多點測溫的溫室智能控制系統(tǒng)設計[J].山東農業(yè)大學學報(自然科學版),2010;41(3);435-439