【導讀】生活水平不斷提高，視頻的安全衛(wèi)生問題逐漸得到重視。很多農(nóng)產(chǎn)品和易腐視頻都會冷藏、冷凍起來，這就要求對冷庫溫度進行實時監(jiān)測，以保證貯藏品的質(zhì)量。本文介紹的就是ZigBee無線終端溫度測試系統(tǒng)。
系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
單個冷庫溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)的下位機主要是由單片機與溫度傳感器、無線射頻收發(fā)器、鍵盤電路、顯示電路、時鐘電路等構(gòu)成，上位機由單片機與無線射頻收發(fā)器構(gòu)成。下面將主要介紹上述幾個模塊的電路設(shè)計。上位機與下位機的單片機AT89C51的最小系統(tǒng)均如圖所示，圖中外接晶體以及電容C2、C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30PF左右，晶振頻率選6MHZ。外接復位信號采用的是上電復位和手動復位的結(jié)合。
圖1：單片機最小系統(tǒng)
本系統(tǒng)為多點溫度測試，溫度傳感器DS18B20既可寄生供電也可外部電源供電。為了盡可能減少使用單片機的I/O口，我們采用外部電源供電方式。同時注意單總線上所掛接的DS18B20的數(shù)目不宜超過8個，否則需考慮總線驅(qū)動問題。其硬件連接電路如圖。
圖2：DS18B20與下位機單片機接口電路圖
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XBee Pro模塊自帶軟件包，可以直接實現(xiàn)點對點的無線通訊，但需要提前將XBee Pro模塊進行匹配，才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線通訊功能。因為單片機管腳電壓為5V，而XBee Pro模塊的管腳電壓為3.3V，故若將兩模塊連接需使用光電隔離。其中上位機與下位機分別都有XBee Pro模塊與單片機的連接，設(shè)計采用的是獨立式鍵盤，以查詢方式工作。直接用I/O口線構(gòu)成單個按鍵電路，每個按鍵占用一條I/O口線，每個按鍵的工作狀態(tài)相互不會產(chǎn)生影響，其接口電路如圖。
圖3：模塊與單片機硬件電路圖
P2.1口表示起動鍵，起動系統(tǒng)工作。P2.2口表示停止鍵，停止系統(tǒng)工作。P2.3口表示通道切換鍵，選擇要觀察的那路溫度。P2.4口表示設(shè)限鍵，設(shè)定系統(tǒng)工作環(huán)境的范圍。P2.5口表示加一鍵，數(shù)字“+”鍵，按一下則上限溫度設(shè)定值加1。P2.6口表示減一鍵，數(shù)字“—”鍵，按一下則下限溫度設(shè)定值減1。
圖4：獨立鍵盤電路圖
顯示電路采用共陰極七段數(shù)碼管，顯示方式為節(jié)約硬件資源的動態(tài)掃描方式。
圖5：顯示電路
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DSl337是一種超小型的串行實時時鐘芯片，除了具有其他時鐘芯片所具有的記錄秒、分、時、星期、日、月、年，鬧鐘，可編程方波輸出外，最大的特點是體積小，連線少，性能良好。下位機單片機AT89C51與串行時鐘DS1337的硬件連接。
圖6：下位機單片機連接圖
NE56604能為多種微處理器和邏輯系統(tǒng)提供復位信號，其門限電平為4.2V。在電源突然掉電或電源電壓下降到低于門限電平時，NE56604將產(chǎn)生精確的復位信號。要實現(xiàn)上位機單片機的輸出信號與監(jiān)測單元PC機的通訊，通常利用監(jiān)測單元PC機配置的異步通信適配器，通過MAX232電平轉(zhuǎn)換器即可實現(xiàn)。
圖7：電平轉(zhuǎn)換電路
低溫有毒的環(huán)境中解脫出來，為企業(yè)節(jié)約人力成本，又可以方便我們隨時對其現(xiàn)場環(huán)境溫度進行監(jiān)控。毫無疑問，在監(jiān)溫系統(tǒng)中應(yīng)用無線傳感器技術(shù)以及適于它的ZigBee無線通信協(xié)議，是現(xiàn)在及將來冷庫溫度監(jiān)控的研究熱點并具有廣泛的應(yīng)用前景。
