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基于WiFi技术的无线温度传感器设计

王中奎?? 郝玉婷?? 孙焱?? 石家庄铁道大学?? 电子世界?? 2015年02月09日 ?? 收藏3
1.概述

随着无线传感器网络技术的不断发展,它已经被广泛应用到工业、农业、医疗、航空航天以及海洋开发和探索等各个领域中,并解决了很多工程问题。在工农业领域,无线传感器技术的一项重要应用是对环境温度的监测,本文介绍了一种基于WiFi技术的无线温度传感器,描述了其工作原理、设计方案和使用情况。

2.系统结构

本系统主要由无线Wi-Fi传感器模块、接收计算机组成。其核心部分是Wi-Fi无线传输模块。无线传感器网络中的终端节点模块直接和温度传感器节点相连接,通过Wi-Fi把传感器的数据传输到上位机,以进行进一步的数据处理。为了更方便地处理现场数据,本系统还设计了基于LabVIEW的上位机程序。

3.硬件设计

3.1 AX22001微处理器

本设计采用AX22001微处理器,AX22001是一款带有TCP/IP和802.11 WLAN MAC/基带的单芯片网络芯片,具有高效双CPU架构及用于程序存储的1MB共享内存,内嵌用于主处理器(MCPU)的64K数据存储器及用于Wi-Fi处理器(WCPU)的32KB数据存储器,内建TCP/IP加速器,符合802.11a/b/g的规范的MAC/基带,高速以太网MAC及丰富的通信外围设备,可用于各类需要接入有线/无线局域网或互联网的设备。

3.2 DS18B20

DS18B20是一款支持单总线接口的数字式温度传感器,它能够直接读取被测物的温度值。可以适应不同的环境需求,其测量范围在-55℃~+125℃,最高分辨率为0.0625℃,具有很强的抗干扰能力,读取和写入仅需要一根总线。DS18B20的内部存储资源有ROM只读存储器和RAM数据存储器。ROM 只读存储器,用于存放ID编码,其共9个字节RAM。第1、2个字节是温度转换后的数据信息,第3和第4字节是高温触发器和低温触发器的易失性拷贝,第5个字节为配置寄存器,它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率,DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值,可以设置为9、10、11、12位分辨率。9位时最大转换时间为93.75ms,而十二位时需要750ms。

3.3 温度采集单元设计

温度采集单元主要有传感器、处理器和电源组成,传感器18B20负责区域内温度信息的采集和数据转换,将温度的传感器信息经过A/D转换,得到数字信息,供处理器AX22001进行处理。其原理图如图1所示,其中ANT_SEL引脚接天线,用来传送无线信号。

图1 原理图
图1 原理图

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WiFi? 温度测量? 微处理器? LabVIEW?

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