基于LabWindows／CVI多点无线温度数据采集系统设计

摘要：给出了一种基于C8051F020单片机实现无线温度采集的系统方案。将AT24C16数据储存电路、AD590温度采集电路、实时时钟电路、无线收发模块和C8051F020控制电路置于采集环境中，采集到的数据可根据用户需要通过无线模块向主机发送，主机只需发送不同的控制命令，即可完成多点无线温度采集，然后主机再将接收的数据通过串口发给PC机，用户在LabWindows／CVI实现的PC机数据处理界面下，完成系统操作。实验结果表明，该设计很好地达到了设计目的。
关键词：C8051F020单片机；AD590；LabWindows／CVI；无线收发模块

测控软件开发平台Labwindows／CVI虚拟仪器在对数据采集、处理和分析方面得到了广泛的应用。本文介绍了一种基于C8051F020的温度采集卡和LabWindows／CVI虚拟仪器的多点无线温度采集系统，阐述硬件系统和软件系统实现多点无线温度采集的过程。硬件系统设计包括USB转串口、无线收发模块、温度采集等；软件系统设计包括用户界面、串口通信、无线发射、接收处理等。

1 整体方案设计
从机通过温度传感器AD590采集环境温度产生电流信号，该电流信号经信号调理电路完成I／V转换，送入单片机进行A／D转换，单片机将转化得到的信息保存到AT24C16中，同时保存时钟电路的实时时间。用户只需简单操作上位PC机软件界面，发出相应的控制指令，通过串口传给主机，主机发送地址和控制指令，若与某从机的地址匹配，则返回相应指令；若地址不匹配，则不做处理。主机收到相应匹配应答指令后，向从机发送温度传输指令，从机收到后，将保存在AT24C16中的信息发给主机。主机则将接收到的信息由串口传给上位PC机，用户只需在上位机操作界面进行操作就可以观察到相应区域的温度变化情况。当从机地址重叠，主机接收到错误信息时，可通过上位机发送新地址，修改从机地址，以确保区域内各个子系统的稳定运行。

2 硬件电路设计
2．1 硬件总体设计
整个系统主要由从机采集、存储和发射系统，主机接收和处理系统和上位PC机操作界面三部分组成。 从机部分由AT24C16数据储存电路、AD590温度采集调理电路、实时时钟电路、无线模块和C8051F020控制电路构成；主机部分由无线接收模块和串口转USB电路组成；上位PC机操作界面用于方便用户操作。系统总体电路(包括主机系统和从机系统)设计框图如图1所示。

2．2 从机部分电路
信息储存电路主要由AT24C16构成，AT24C16是具有I2C总线接口的E2PROM，其存储容量为16 KB，字节地址空间为0～2 047。AT24C16的数据输入引脚有过滤外部扰动信号的作用，在智能控制中广泛用于常数、重要参数、系数参数的存放。
温度采集部分采用AD公司的AD590单片集成两端感温电流源，它是利用PN结正向电流与温度关系的原理制成的，具有良好的互换性和性能稳定，使用方便，抗干扰能力强，输出阻抗高等优点。将AD590的输出信号转化为电压信号，处理后送给单片机A／D采样，如图2所示。