TDK5110與TlDA5220的無線溫度采集系統
加入技術交流群
2．2 接收芯片
與TDK5110相對應的接收芯片為TDA5220，TDA5220是低功耗的單片FSK／ASK超外差接收芯片，工作在ISM的810～870 MHz以及400～440 MHz頻段。接收端選擇與發射端相同的FSK數據調制方式，此時電流的消耗為5．9 mA，接收靈敏度為100 dBm，在低功耗模式下電流消耗為50 nA。接收天線選擇鞭狀天線，其長度為λ／4(λ為其接收信號的波長)，接收信號的頻率為434MHz，故天線長度大約為17．3 cm，此天線接收信號很靈敏。信號通過天線接收到以后，通過1個LC濾波器進入LNA(低噪聲放大器)，把微弱的信號放大。由于LNA本身具有噪聲，故需要通過第2個LC濾波網絡進行濾波，然后進入混頻器，與晶振通過鎖相環倍頻的信號進行混頻。混頻后的信號通過中頻濾波器(IF filter)進入限幅器，再經過數字濾波器、數據限制器送入單片機作進一步的解碼處理。
在接收端晶振電路的設計需要考慮以下因素：晶振頻率的大小依據fQ=(fRF-10．7 MHz)／r計算，其中，fQU為晶振的頻率，fRF為接收到的信號頻率，r為鎖相環的倍頻系數，10．7 MHz為中頻濾波器的中心頻率。根據發射信號的頻率為434 MHz的實際情況，本例中，fRF=434 MHz，r=32，故晶振頻率fQ=(434 MHz-10．7 MHz)／32=13．234MHz。晶振的負載電容為C1，所需要的電容C3的計算公式為Cs=1／(1／C1+2πfx L)。例如，晶振頻率為13．4 MHz時，C1=12 pF，XL=1010 Ω，Cs=5．94 pF，所以通過兩個電容串聯而成。兩個電容的電容值不一樣，這有利于晶振的起振。實際應用中兩電容分別選擇為22 pF和8．2 pF。
接收端的單片機同樣選擇Atreel公司的AT89C52。接收芯片的外圍接口電路如圖5所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/202512.htm
接收端要同時接收來自不同溫度傳感器的數據信息，要區分數據信息來自于哪個DSl8B20傳感器，就需要給DSl8B20傳感器編上序號。 Dallas公司的溫度傳感器芯片DSl8B20就為每一個傳感器編了惟一的序號，在提取每一個傳感器的相關信息時首先讀取該傳感器的序號，據此就可以確定傳感器的位置。
3 軟件設計與調試
系統啟動后，通過發射模塊內的單片機讀取溫度傳感器芯片Dsl8B20所測量到的溫度值。溫度傳感器芯片與單片機之間的數據傳輸主要通過單總線協議完成，這樣為連接多個溫度傳感器提供了有利條件。單片機在接收到數據后通過SPI總線協議方式發送給發射模塊TDK51lO，發射模塊TDK5110把溫度信息和溫度傳感器的序號發送出去。接收端上電開始工作，通過接收發射端傳輸過來的相關溫度數據信息，接收芯片通過SPI總線協議將數據暫存在單片機AT89C52中，單片機通過RS232總線方式將數據傳送到計算機上，實時地監測工作場內的溫度變化情況。當溫度低于某個設定的閾值時，通過警報方式提醒工作人員的注意，以便采取相應的措施。該系統中，無線數據傳輸問題是整個系統的關鍵部分，本設計在實驗室條件下已經取得了預期的效果。由于實際的環境條件遠比實驗室復雜，所以要在實際的生產中使用，還需要更多實驗以及現場調試，并在此基礎上作一些調整與改進。
結語
本文提出了一種基于發射模塊TDK5110以及無線接收模塊TDA5220設計的無線溫度監控系統，具體討論了各模塊的參數設計。該系統與PC機相連實現數據的存儲、處理等，還可以連接調溫裝置實現溫度的實時控制等。該系統裝置具有結構簡單、體積小、抗干擾性強、性能穩定
等特點，可應用于各種惡劣的測溫環境中。
評論