采用ADuCRF101的无线温度巡检系统设计

　　摘要：温度是工业生产过程中重要的过程量，对保证产品质量具有重要意义。针对传统温度巡检系统长线传输成本高、精度低以及不易维护等弊端，以ADI公司最新开发的内置射频传输功能的ADuCRF101微控制器为核心，对烟草生产过程中的烟叶贮存温度巡检系统进行了设计。实验结果表明，该系统可以实时准确地对多点温度信号进行检测，验证了设计的有效性。

　　引言

　　烟草厂内的温度情况是烟草贮存和生产过程中的一个重要参量。在烟草烤制完毕的贮存阶段，工作人员要实时地对烟草垛内的温度进行测量并记录，从而保证烟草不会产生霉变等问题。目前，工业生产中使用较多的是传统的采用有线传输方式的巡检系统，这类系统不仅布线和维护成本高，而且长线传输精度也得不到保证。本设计采用ADuCRF101微控制器为核心，设计了一套对工厂烟草垛内温度进行实时检测的巡检系统。利用ADuCRF101微控制器特有的射频传输功能，可以方便地进行信息的远程传输和控制。同时，该系统在粮仓、冷库和智能建筑场合都可以使用，具有较强的应用价值。

　　系统总体结构

　　温度巡检系统的结构框图如图1所示，该系统由温度检测单元、运算处理与射频发射单元、射频接收单元及外围辅助单元构成。其中温度检测单元采用3组共24支测温仪表构成检测网络，能够覆盖仓库内的所有烟草垛。测温仪表可以直接检测到烟草垛内部温度变化，并输出范围在4~20mA的电流信号。信号经采样电阻采集后送入ADuCRF101的差分ADC接口，转换成可供微控制器处理的数字信号，主机微控制器处理完成后通过其内置的射频发送模块将温度数据发送给远端控制室的接收机，接收机再将数据发送给上位机或对异常数据做出报警提示。　　

 

　　硬件单元设计

　　控制器及射频收发单元

　　本系统中的控制器及射频收发单元采用ADuCRF101微控制器。ADuCRF101是ADI公司最新开发的一款针对低功耗无线应用的精密微控制器。该器件内置431~464MHz和862~928MHz UHF收发器、低功耗ARM Cortex-M3内核和Flash/EE存储器，并集成了一系列片内外设，用户可以根据应用需要通过微控制器软件控制进行配置。这些外设包括：UART、I2C和SPI串行接口、6通道单端或3通道差分ADC、29引脚GPIO端口、8通道PWM、2个通用定时器、唤醒定时器及系统看门狗定时器。ADuCRF101可以直接采用3.6V电池供电，专门针对低功耗工作而设计，通过使用自主包处理器能最大程度地降低无线通信期间的系统功耗。