1.导言
跟着科技的不断进步，在大都范畴中有线衔接的方法现已不能满意科技高速开展的要求，无线通讯正进入到咱们日子中的各个范畴，它与有线衔接方法比较，具有携带方便、运用灵敏、不用考虑走线等长处。在无线报警、工业数据收集、遥控、遥测射频IC卡、手持PDA、无线图画传输、不泊车收费、无线抄表等各个方面有着极端广泛的运用。本文所介绍的测温体系也是无线通讯体系的运用之一。它以SOC单片机C8051F020为中心操控器，以CC1000为无线传送模块和温度丈量电路构成了多路无线温度收集体系。
将8路的温度数据进行收集，经过无线方法送给主机C8051F020进行处理。
调制解调由CC1000完结，体系选用频移键控调制(FSK)，载波频率为433MHz,带宽64kHz,数据选用差分曼彻斯特编码发送，空中发送数据速率能够根据需求设置。在发送时操控器C8051F020单片机从用户接口接纳收集指令，进行8路温度信号的收集，并将收集到的温度数据进行打包转化成数据帧传送给CC1000,操控CC1000进行数据发送。
在接纳时，操控器C8051F020接纳从CC1000传送过来的温度数据，进行简略处理后把这些数据传送给上位机进行具体的剖析处理。硬件框图如图1和图2所示。
2.体系硬件规划
2.1 无线收发模块
本规划的无线收发模块选用了ChipconComponent公司的高性能RF收发芯片CC1000,它是一种单片高频无线收发IC,电流损耗低，通讯速率可调，最高可达72.8kbit/s,接纳灵敏度为-109dB.m,发射信号功率在-20~10dB.m内可调，规划时电路简略，所用的外围器材较少，编码简略，改动电路和器材参数能够使其作业的频率规模在300~1000MHz内改变。一起该器材内部集成了发射功率扩大器、FSK调制/解调、低噪声接纳扩大器、混频器、压控振荡器、鉴相器等电路，是一款集成度极高的芯片，可直接与单片机进行通讯。该%&&&&&%极合适嵌入到各种低功耗要求较高的丈量或操控体系中，咱们在该体系中选则433MHz的频段，CC1000内部结构图如图3所示。
2.2 主控芯片C8051F020及操控电路
C8051Fxxx是Cygnal公司推出的一系列8位高速片上体系(SOC)单片机，C8051F020是其间的一款，它的CIP-51与MCS-51指令集彻底兼容，具有以下长处：(1)速度高，最大处理速度可达25MIPS;彻底满意本规划中的实时性要求。(2)集成度高，片内集成了极端丰厚的模仿及数字外设：两个多通道模/数转化体系，包含一个8位ADC和一个12位ADC,以及两个可编程增益扩大器和两个模仿多路选择器;两个12位数/模转化体系;两个模仿比较器：一个片内温度传感器;丰厚的总线接口包含SMBus总线接口、通用异步串行总线接口UART、SPI总线接口;5个16位通用定时器;8个8位I/O端口;一个64K的FLASH和一个256B的内部RAM一个4096B外部RAM(XRAM);以及看门狗电路等;这些片内资源大大减化了本规划的硬件电路规划，极大的缩短了开发周期。(3)交叉开关使I/O端口分配愈加灵敏。
根据C8051F020的片内资源，能够彻底满意对多点的温度数据进行实时收集及处理。C8051F020对CC1000的操控电路如图4所示。
如图4微操控器C8051F020运用P3.0、P3.1、P3.2与CC1000的PDATA(编程数据)、PCLK(编程时钟)、PALE(编程答应)衔接对CC1000进行编程装备和校准，使其作业在433MHz,带宽64kHz,数据选用差分曼彻斯特编码发送。单片机C8051F020的P0.2、P0.3与CC1000的DIO和DCLK衔接进行数据的发送与接纳，单片机将收集到的温度数据进行打包经P0.2引脚送给CC1000的DIO引脚，DIO引脚输入的数字信号被频移键控(FSK)后送到功率扩大器，再经过CC1000的天线发射出去;CC1000天线接纳到的射频信号经低噪声扩大器(LNA)扩大后送给混频器，再由解调器(DEMCO)解调成数字信号由DIO脚输出，单片机的P0.2引脚将DIO引脚的数字信号接纳后传送给上位机进行剖析处理。
2.3 测温电路
测温扩大电路如图5所示，测温部分由8路K型热电偶进行，使温度信号转成电压信号，热电偶的改变规模是40.7uV/C,因为热电偶的改变规模很小，因而要进行扩大，扩大电路选用集成运放LM224构成同向份额运算电路进行扩大。将收集到的模仿量Vi经扩大器LM224扩大Vo=(1+605/4.99)*Vi,8路扩大后的模仿信号Vo接SOC单片机C8051F020的8路12位A/D的模仿输入端AIN0.0~AIN0.7进行模/数转化，然后换算成温度值贮存并等候无线发送。
3.体系软件规划
本规划运用的软件是Kei C51,运用的言语是C言语和汇编言语，为了得到准确延时，所以延时子程序选用汇编言语编写。以下首要介绍一下无线通讯部分。
3.1 通讯协议的规划合理的通讯协议是牢靠的进行无线数据传输的要害，关于点对多点的无线通讯，本规划所选用的协议具有代表性。因为在发射端与接纳端进行无线通讯时，极易被外界噪声搅扰而发生过错数据或数据丢掉，因而本规划即将发送的数据进行打包再发送，数据的安排格局如图6所示。
数据包格局OxAA OxAA 0xAA 0xAA 0x330xCC地址 数据…数据 查验和，其间4个0xAA是同步头0×33 0xCC是特别标识，因为噪声中OxAA后边紧跟0×33 0xCC的机率极小所以发送4个OxAA后发送0×33 0xCC作为标识头，每次只接纳以4个OxAA 0×33 0xCC作为标识头的数据，然后发送地址，每个从机都有仅有的地址，从机接纳时只接纳和自己地址相同的包，最终选用校验和的方法来保证数据的牢靠性。
3.2 主程序的规划流程
通讯由上位机建议，当需求通讯时，上位机首先发送同步头，然后发送地址这以后等候下位机应对。而下位机运用中止的方法与上位机进行通讯，即下位机每收到一个数据包检侧是否有同步头信息，假如没有同步头信息，无线通讯模块转入休眠状况;反之，下位机接纳上位机信息：假如接纳到的地址为本机地址，则对数据进行剖析处理，不然转人休眠。这种通讯方法尽管速度较慢，可是却使得下位机的功耗大大下降，延长了下位机电池的寿数。程序流程图见图7所示。
CC1000对硬件和软件的要求都很高，要取得杰出无线通讯作用需注意以下几点：
(1)电源滤波要好，单片机C8051F020和CC1000用两路电源供电，电源芯片用LDO的TPS7133Q芯片以防串扰和保证输出电压的稳定性。
(2)PCB布局时将将射频和低频元件分隔布，与CC1000相关的%&&&&&%和电感严密地布在CC1000的周围，以添加CC1000的接地面积和通讯牢靠性。
(3)形式转化的延时一定要满意。
4.结束语
本方案选用C8051F020单片机和无线收发芯片CC1000完成了8路温度数据的收集与无线传输，从试验成果可看出该体系很好的满意了无线测温体系的要求，并有用的下降了体系的功耗和体积。
