电气与信息学院
毕业设计（论文）开题报告
专业班级：电子0541 指导教师：***
《智能数据采集及无线传输系统设计》开题报告
一、课题的目的和意义
1.研究目的
本次设计主要完成的是温度信号的采集及无线传输。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，选用ADC0809串行输出。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。为了充分实现其智能化特点，本系统通过启动键、停止键和复位键控制信号的采集 2.研究意义
一般的数据采集系统是通过传感器将捕捉的现场信号经数模转换器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，无线数据传输系统就是这样一套利用无线手段将采集的数据由测量触发送到主控的设备。
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作出快速响应，并即使进行分析和处理。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。
二、文献综述
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、
工业数据采集系统、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。单片机处理需要发送的数据，利用串口将数据传输到无线数据传输模块的发送端，串行信号经调制发送到与地面计算机，经行数据处理和数据记录。为实现单片机和微机之间的无线数据传输，首先需要选择合适的无线收发的器件或者是模块，其次需要了解该器件或者是模块如何与单片机以及微机链接的，以及在设计过程中遇到的问题以及如何调试，如乱码的解决、PTR2000模块的简单测试过程、PTR2000对电源的要求。 三、研究（设计）内容和拟解决的关键问题
1.研究内容
（1）温度信号的采集主要有热敏电阻完成。
（2）完成对温度信号的智能采集、信号处理、无线传输和接收及显示。
（3）完成无线发射、接收部分电路设计和无线通信协议原理设计。
2.技术方案
由于PTR2000无线数传模块可以利用串口经行数据传输，所以可以利用其作为单片机和微机之间数据传输的装置，方案如下图1所示。 图1系统总体框图
对于上图的技术方案，基于PTR2000模块的单片机无线收发系统应当具备以下的三种工作模式。
● 发送 在发送数据之前应将模块先置于发射模式，即TXEN=1。然后再等待至少5ms 后（接收到发射的转换时间）才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0。
铝槽钢● 接收 接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将接收到的数据直接送到单片机经电平转换后送到计算机。
● 待机 当PWR=0时，PTR2000进入节电待机模式，在这个模式下不能接收合发射温度传感器 无线接收模块
单片机 A/D 转换器
雪莲生发液
单片机 无线发射模块 显示模块
数据。
环视制作者
3.拟解决的关键问题
钢水取样器所要解决的问题有两个方面：数据收发中的数据的可靠性，PTR2000和微机以及单片机的电路连接和信号控制。计算机与单片机之间的通信数据常会发生无法预测的错误。为了防止错误所带来的影响，一般在通信时采取数据校验的方法。循环冗余码校验的英文为（Cyclical Redundancy Cheek，简写为CRC 它是利用除法及余数的原理来作错误检测的）。
四、研究（设计）方案与进度计划安排
1.研究（设计）方案
从本次的设计可以看出，本系统主要分为四部分进行设计：模拟信号转换为数字信号、单片机部分、信号收发装置部分以及液晶显示部分。
功率测量
（1）.单片机芯片的选择
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位的单片机片内含4k bytes 的可反复擦鞋的只读程序存储器（PEROM ）和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非异失存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8为中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，功能强大AT89C51单片机可以提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控
制领域。
AT89C2051微控制器采用美国Atmel公司的AT89C2051芯片。它的指令系统与MCS-51产品兼容，具有2K字节可重编程闪速存储器，128 8位内部RAM，两个16位定时器/计数器，六个中断源，编程串行UART通道，15根可编程I/O引线，在无线通信子系统中。
表1 两种单片机芯片的比较
AT89C51 AT89C2051
4KB可编程Flash存储器（可擦写1000次）2KB可编程Flash存储器（可擦写1000次）
三级程序存储器保密两级程序存储器保密静态工作频率:0Hz-24MHz 静态工作频率:0Hz-24MHz 128字节内部RAM 128字节内部RAM
2个16位定时/计数器2个16位定时/计数器
一个串行通讯口一个串行通讯口
6个中断源6个中断源
32条I/O引线15条I/O引线
片内时种振荡器1个片内模拟比较器综合评价：以上可以看出它们是大体相同的，但AT89C2051在执行速度、完全兼容指令系统、降低系统功耗等方面更胜一筹而且AT89C2051是一种高性能/价格比单片机，仅有P1口和P3口，体积小，特别适合小型数字测量或遥测系统。所以在设计中选用它相对于其他的芯片有一定的方便性，所以选用AT89C2051。
（2）.信号收发芯片的选择
培训台
方案一：CC1000无线收发芯片 CC1000是Chipcon公司推出的单片可编程RF收发芯片，它基于Chipcon’s Smart RF技术，可工作在ISM频段(300MHz～1000 MHz)。CCl000集成了射频发射、射频接收、PLL合成、FSK调制解调、可编程控制等多种功能。CCl000采用锁相环技术，发射频率是通过内部的频率合成器来配置的，可配置的范围为300MHz～1000 MHz，适合应用跳频协议，一般可配出10个或20个频点，该芯片灵敏度为-109 dBm，并可自动校准，可编程输出功率为-20 dBm～+10 dBm，通信速率可达78.6 Kbps。CCl000的主要工作参数可由一个串行接口编程设定，使用非常方便并且具有灵活性。CCl000芯片的外围元件较少，且对精度要求不高，并提供三种编码方式与微控制器接口。所以CCl000与一个微控制器和少数几个外接元件便可组成一个完整的RF收发系统。但是它有个缺点，就是不能直接接单片机串口使用，数据需要进行曼彻斯特编码，效率较低。
方案二：nRF903无线收发芯片 nRF903是Nordic公司为433／868／915 MHz ISM 频段设计的单片UHF多段无线收发芯片，它采用优化的GFSK调制解调技术，抗干扰能力强，采用DDS+PLL频率合成技术，频率稳定性好，灵敏度高达-l04 dBm，发射功率可以调
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议