2.4G蓝牙无线温度传感系统设计方案

发布时间：2013-12-5 阅读量：820 来源: 发布人:

【导读】无线传感器网络是新近兴起的研究领域，它是由一个主机(网络接入点)和大量的无线传感器节点组成的分布式系统。由无线传感器节点负责对数据的感知和处理，并传送给主机；主机用户可通过公共网络(如Internet Work，公共交换网等)获取相关信息，实现对现场的有效控制和管理。它在军事、环境、健康、家庭以及空间探索和灾难拯救等领域都有着广泛的应用前景。

无线传感器节点通常分布在一些特殊的环境中，因而要求其具有低功耗、低成本、无线传输和分布式处理等特性。蓝牙技术是一种使用2.4 GHz频段的短距离无线通信技术。采用快速跳频、前向纠错和优化的编码等技术，使得其具有抗干扰能力强、通信质量稳定的优点，同时它还具有低功耗、低成本、使用便捷和电磁污染小等特点。蓝牙技术的这些优势，为其在无线传感器网络中的实际应用提供了条件。

系统构架

温度无线传感器网络系统采用数字式输出温度传感器DS18820和单片机AT89S2051组成温度采集系统。利用重庆金瓯公司生产的蓝牙内嵌模块，完成温度数据的传输及控制。实现计算机对温度数据的无线传输、采集和处理。系统逻辑结构如图1所示，传感器节点结构如图2所示。

图1 系统逻辑图

传感节点结构图

温度采集系统

DS18B20数字温度计提供9位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出。DS18B20的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。每一个DS18B20在出厂时已经给定了惟一的序号，任意多个DS18B20可以存放在同一条单线总线上。DS18B20的测量范围从 -55～+125℃，增量值为-0.5℃，可在1 s(典型值)内把温度变成数字。

AT89S2051是美国ATMEL公司推出的高效单片机，是一种低功耗、高性能的片内含有2KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器。利用AT89S2051及DS18B20完成温度采集及传送。温度采集系统的硬件设计如图3所示，软件设计流程图如图4所示

图3 系统硬件结构

图4 系统软件流程

单片机和蓝牙模块的连接

温度传感器对采集到的温度信号进行处理并输出数字信号，存储在单片机的寄存器中。在本系统中单片机和蓝牙发送模块的接口采用的是RS 232接口。采集的数据通过蓝牙发送模块传输到蓝牙接收模块上，再通过蓝牙接收模块传输到主机。最终把采集进来的数据在主机上进行处理。

这里有一个电平转换的问题。单片机发出的信号是TTL信号，所以在与蓝牙模块进行数据前，需要把它转化成RS 232电平。本系统中采用MAX232进行电平转换。接口电路图如图5所示

图5 单片机与蓝牙接口电路

主机与蓝牙模块的连接

主机和蓝牙接收模块之间的数据传输采用RS 232串口连接。采集到的数据通过蓝牙传输到接收模块之后，通过RS 232接口传输到主机上。接口硬件采用金瓯公司的蓝牙模块RS转换器。通信软件由VC编写，将传感器节点测量的数据通过蓝牙传输到主机，显示出来以便进行数据处理。

控制各传感器节点工作时序

系统启动时，将各个传感器节点置于停止状态。当需要哪一个节点工作时，从主机上发送相应的指令，将该传感器节点激活，使它采集传输数据。使用这种方法时，同时工作的传感器节点不能过多，要保证蓝牙跳频技术能够解决同时工作的传感器节点所产生的数据传输冲突问题。

相关资讯

贸泽开售Microchip RNWF02抢先体验版开发套件，助力工业自动化和IoT应用

2024年5月30日 – 专注于引入新品的全球电子元器件和工业自动化产品授权代理商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开售Microchip Technology的RNWF02抢先体验版开发工具。RNWF02开发套件简化了Wi-Fi®与主机MCU的集成，可实现无缝云连接，其高性价比、即插即用的设计，非常适合家庭和工业自动化、远程设备监控、健康和健身，以及物联网 (IoT) 应用。

冰箱、空调压缩机驱动电路的优化策略及应用方案

压缩机是冰箱空调的心脏，而驱动电路是控制压缩机工作的重要组成部分。通过合理的设计和优化技术的引入，可以提高冰箱空调的制冷效率，实现更加智能化的控制。快包分析师总结了冰箱空调压缩机驱动电路的主要功能及优化技术，同时针对应用需求推荐基于Infineon iMotion产品的压缩机方案和基于极海APM32F030x6压缩机应用方案。不仅能够减少BOM数量、缩小PCB尺寸，还可以提高系统的可靠性，从而帮助客户轻松创造低能耗、小体积、运行更平稳的冰箱、空调系统。

超低功耗安全MCU在血糖仪上的应用方案及项目需求

随着中国医疗器械行业的发展和糖尿病患者的增多，血糖仪行业快速发展。截至目前，血糖测量技术共经历了五个发展阶段。前三个阶段基本采用光反射法测试血糖浓度，第四和第五阶段主要采用电化学法。目前国内主流血糖仪均采用电化学法进行血糖测量。市场上的血糖仪通过精度、连接性、LCD显示屏和数据管理功能选项实现了差异化。对血糖仪设计来说，像低功耗和医疗软件支持等关键特性非常重要。推荐使用集成了数字和模拟功能，并且合理平衡了成本的微控制器，以实现小型、低功耗和高性能的血糖仪设备。

贸泽开售Arduino AKX00051 PLC入门套件，为工业自动化应用提供实践培训

2024年5月29日 – 专注于引入新品的全球电子元器件和工业自动化产品授权代理商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开售Arduino的AKX00051可编程逻辑控制器 (PLC) 入门套件。AKX00051 PLC入门套件填补了工业自动化理论知识与实践技能之间的空白。该入门套件专为职业学校和技术学院设计，可为用户提供传送带管理、自动异常检测、实时监控以及其他应用的实践经验。

压力传感器的工作原理及典型应用

压力传感器是一种用于测量压力变化的电子器件，它能够将压力变化转换为电信号的形式表示出来。压力传感器的工作原理基于不同的技术和材料，包括但不限于压电效应、应变效应和压阻效应等。这些原理通过测量压力变化时，传感器内部某种物理量（如电阻、电容、电感等）的变化来反映压力的大小。本文将介绍压力传感器的原理以及其在不同领域中的应用。