基于CC430F5137的無線溫度采集報警系統設計

引言

隨著科技的不斷進步，現代化生產對溫度采集的實時性、高效率和低耗能的要求不斷提高，而且許多測量溫度的現場環(huán)境非常惡劣，使操作人員難以到達現場測量。對此，需要一種能夠自動采集、處理并能夠無線傳送數據的溫度采集系統。同時，為了節(jié)省使用成本以及維護，此系統還需要具備長期穩(wěn)定工作的性能。因此，開發(fā)一種低功耗并且能夠無線傳輸數據的溫度采集系統，能夠彌補目前溫度采集領域的缺陷。

參考文獻設計的溫度采集系統雖然具有低功耗性能，但是都必須用線路連接才能進行通信，這大大限制了應用場合，使其應用具有一定的局限性。參考文獻設計的溫度采集系統利用的ZigBee無線通信技術作為通信工具，但是其必須利用單獨的外接ZigBee模塊才能完成通信功能，所以制作成本較高。針對以上缺點，本系統采用的CC430F5137芯片不但具有MSP430系列的低功耗性能，而且具有RF無線收發(fā)器的功能。這兩種性能充分滿足了低功耗和無線通信的要求，使得系統的成本降低，達到了目前應用的要求。

1 裝置整體運行原理

1.1 裝置運行原理

無線溫度采集報警系統主要由兩部分組成，一部分是溫度采集模塊，另一部分是中央控制模塊。中央控制模塊包括鍵盤及顯示模塊和報警模塊。系統整體框圖如圖1所示。系統工作時，首先由各個溫度采集模塊中的溫度傳感器完成對溫度的采集任務，然后CC430F5137單片機通過I/O口得到溫度參數，最后將采集的溫度信息通過CC430F5137內部集成的RF無線收發(fā)器傳輸給主控制器系統。主控制系統對各個站點采集來的溫度數據進行系統的分析，并將結果利用數碼管進行顯示。當溫度超過上限值或下限值的時候，則觸發(fā)報警裝置，通過驅動一個蜂鳴器和報警燈來實現。報警溫度的上下限值可以通過鍵盤輸入模塊進行設置。主控制臺有兩組數碼管，一組數碼管顯示溫度采集模塊的序號，可以通過鍵盤來選擇要顯示的溫度采集模塊的序號，另一組則顯示溫度值。

2 系統硬件設計

溫度采集報警系統的硬件設計包括溫度采集模塊設計和中央控制器設計。

2.1 溫度采集模塊設計

2.1.1 CC430F5137器件介紹

CC430F5137是TI MSP430F5xx MCU與低功耗RF收發(fā)器相結合的產品，可實現極低的電流消耗，從而使采用電池供電的無線網絡應用無需維修即可工作長達10年以上。此外，微型封裝所包含的高級功能還可為創(chuàng)新型RF傳感器網絡提供核心動力，以向中央采集點報告數據。CC430 F5137為16位超低功耗MCU，具有16 KB閃存、2KB RAM、CC1101無線電、AES-128和USCI，供電電壓為1.8～3.6 V，正常工作模式消耗電流為160μA/MHz，低功耗模式3消耗電流為2.0μA。