由nRF24E01设计的无线温度采集系统

本设计采用具有工业级内置硬件链路层协议的低成本单芯片nRF24E01无线收发器设备，实现系统之间的无线通信，并完成无线信号的接收，显示和报警功能。

温度采集系统采集的温度信息通常通过RS485和CAN总线通讯传输到上位机，但是这种方法难以维护，不利于工业现场生产。

虽然无线通信GPRS技术传输距离长，通信可靠稳定，但设计复杂，价格昂贵，后期操作成本高。

nRF24E01简介nRF24E1收发器是Nordic VLSI推出的片上系统。

它采用先进的0.18μsCMOS工艺和36引脚QFN封装。

基于nRF2401 / 02芯片结构，射频，8051MCU，9输入12位ADC，125通道，UART，SPI，PWM，RTC和WDT都集成在单个芯片中。

nRF24E01是具有内置硬件链路层协议的工业级低成本无线收发器。

该设备工作在2.4GHz全球开放ISM频段。

它具有内置的功能模块，例如频率合成器，功率放大器，晶体振荡器，调制器，并集成了增强的ShockBurst技术。

可以通过程序配置其输出功率和通信通道。

它具有两种数据传输模式：ShockBurst和Enhanced ShockBurst。

nRF24E01的功耗很低。

当以-6dBm发射时，工作电流仅为9mA。

接收时，工作电流仅为12.3mA。

多种低功耗工作模式（掉电和空闲模式）更有利于节能设计。

nRF24E1 / nRF24E2适用于无线鼠标和键盘，无线手持终端，无线频率识别，数字视频，远程控制和汽车电子以及其他短距离无线高速应用。

系统硬件设计系统硬件设计主要由两部分组成：采集与发送，接收与显示。

图1是采集和传输电路的示意图，该电路主要由温度传感器DS18B20和nRF24E01组成。

图1采集和传输电路原理图DS18B20是DALLAS生产的单总线数字1-Wire温度传感器。

它可以将温度信号直接转换为串行数字信号，以进行单芯片处理。

它使用1-Wire接口，数据端子DQ通过4.7kΩ。

上拉电阻连接到NRF24E01。

nRF24E01的任何IO端口都可以通过程序模拟DQ通信信号，但是在编程时需要注意，此处已连接到P1端口。

收集的温度数据通过NRF24E01内部调制和混合无线传输到接收模块。

接收模块可以通过串口显示或发送采集到的数据到PC进行处理。

系统软件设计在上电数据采集和发送部分后首先配置nRF24E01的相关寄存器。

使它在发送状态下工作，然后复位DSl8B20，向DSl8B20发送温度转换命令，读取转换后的温度值，然后由nRF24E01发送。

由于DS18B20使用单线读写模式，因此需要软件仿真来实现1-WIRE通信。

因此，应严格按照1-Wire时序要求进行编写。

复位需要nRF24E01将数据线下拉500μs，然后释放它。

当DS18B20接收到信号时，它会等待16＆＃12316;60μs，然后发出60＆＃12316;240μs的低电平脉冲。

主CPU接收到该信号以指示复位成功。

过程如图2所示。

图2温度数据采集和发送流程图RF24E01的主程序代码如下：（1）nRF24E01通过时间间隔处理位和命令字向DSl8B20读取和写入数据以确认信息。

交换。

根据“单线复位脉冲定时和1-线存在检测”，将“单线复位脉冲定时和1-线存在检测”设置为“单线复位脉冲定时和1-线存在检测”。

时序图设计程序如下：uint get_temperature（）＆float wendu;＆amp; nbsp; uchar a，b;＆amp; nbsp; ds_reset（）;＆amp; nbspdelay（1）; //大约2ms＆amp; nbsp; ds_write_byte（0xcc）;＆amp; nbsp; a = ds_read_byte（）;＆amp; nbsp; b = ds_read_byte（）;＆amp; nbsp; temp = b;＆amp; n ;＆amp; nbsp; ＆amp; nbsp;返回温度＆amp; nbsp;＆amp; nbsp;＆amp; nbsp; //返回温度相关数据＆＃125;（2）发送功能，无线发送温度数据，实现功能如下：void Transmitter（unsigned char b）＆＃123; //发送功能unsigned char mtemp; CS = 1; Delay100us（0）;对于（mtemp = 0; mtemp＆amp; lt; tconf.n; mtemp ++）＆amp;＃123; SpiReadWrite（tconf.buf [mtemp]）; //发送发送器配置