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基于CC2430和DS18B20的无线测温系统设计
发布时间:2018-03-24 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]
ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，可以看作该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20内部的RAM由9个字节的高速缓存器和E2PROM组成，数据先写入高速缓存器，经校验后再传送给E2PROM。通过DS18B20功能命令对RAM进行操作。
DS18B20共模电感的测量温度范围为-55℃～125℃,在-10℃～85℃范围内，精度为0.5℃，可编程设定9～12位的分辨率，默认值为12位，转换12位温度信号所需时间为750ms（最大）。检测温度由2字节组成，字节1的高5位S代表符号位，字节0的低4位是小数部分，中间7位是整数部分。
无线测温系统组成及硬件设计
无线测温系统主要可分为基站和无线节点两大部分。每套系统一般只有1个基站，包括微控制器及射频收发单元、显示单元、报警单元、电源模块及接口单元，主要硬件连接。
接口单元是为了方便射频模块和PC的通信，通常可采用RS-232接口、USB接口、以太网接口等，其中，RS-232接口是目前PC与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。本文使用RS-232接口，采用MAX3221芯片实现RS-232电平与TTL电平之间的转换。MAX3221是MAXIM公司生产的一种RS-232接口芯片，使用单一电源电压供电，电源电压在3.0～5.5V范围内都可以正常工作。
基站接收到数据后，将温度信息通过数码管（电感厂家或液晶显示屏）显示出来，根据需要，还可以通过RS-232接口与PC进行通信。为简化系统，本设计直接用CC2430的I0口驱动数码管，但是I0口不具备数据保持能力，需要外接一定大小的上拉电阻，显示方法采用扫描法。采用一个蜂鸣器作为报警装置，当温度超过设定范围时，鸣叫报警。射频天线采用单鞭天线。
无线节点分布在温度采集点，由数字温度传感器DS18B20、射频差模电感CC2430、天线及电池组成。在实际应用中，可以有多个无线节点，它们与基站之间通过射频进行无线通信。DS18B20有寄生电源和外部电源两种供电方式，本文采用外部供电方式，VDD引脚直接连接外部电源。DS18B20在空闲时，其D1脚由上拉电阻置为高电平。无线节点的天线根据扁平型电感实际需要可选用单鞭天线,陶瓷天线或PCB印制天线
基于CC2430和DS18B20的无线测温系统工作原理及ZigBee网络
在系统中的工作架构无线温度信号控制系统的管理模式就是集中管理，分级控制，充分利用现有设施，按实际现状先进行单个用户的自适应协调，然后是主干线的协调控制，实现分布式协调的分级控制，最终达到区域控制的系统最优。
基于CC2430和DS18B20的无线测温的系统，系统具有以下几个特点：
(1)整个控制系统的各个模块具有高集成度、高可靠性和低功耗、风华电感低成本、体积小等优点，维护保养十分方便，只需更换相应节点即可，避免了传统控制线路本身带来许多麻烦，从而大大减少了设备购置成本，建设安装成本和系统维护成本。
（2）卓越的物理性能，整个网络所使用的无线频率是国际通用的免费频段(2.4~2.48GHzISM)，传输的方式是抗干扰能力强的直序扩频方式（DSSS），特别适合在干扰较大的环境中使用。
（3）网络的自组织、自愈能力强，ZigBee的自组织功能：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；ZigBee自愈功能：增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应地调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。
结束语
通过系统的设计和对于CC2430芯片的使用，感觉到ZigBee无线温度传感网络应用前景非常广阔，CC2430芯片是真正意义上的SOC芯片，使得我们开发ZigBee无线传感网络会更加方便，产品开发周期会大大缩短。
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