回转窑无线多点温度采集器的设计与实现

摘要

回转窑设备结构复杂、在工作过程中要不停旋转，因此对回转窑内部温度的测量就存在一定难度。由于数据采集系统的应用范围越来越宽，所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多，对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。本文在分析当前各种回转窑温度测量方法后，设计了一种基于AVR单片机和无线发射模块的8通道无线多点温度数据采集器。该设备采集温度方便灵活，测温精度高、抗干扰能力强，能进行8个温度信号的采集。
　　本设备主要用于测量回转窑内各生产工艺带的温度，并与上位机配合完成窑内多点温度的监控。本文分别阐述了温度信号采集发送器和温度信号接收器的总体设计思路和实现方法并分析了各部分电路的组成原理，详细介绍了系统各模块的设计过程。温度信号采集发送器用热电偶测量窑内的温度，将电压信号放大后送入微处理器经处理转换后变为数字信号，然后再对其进行抗干扰处理后发送给温度接收器;温度信号接收器接收数字信号后对其进行CRC校验，再对处理完成的数据用折半查找法和线性插值法查询S型热电偶分度表，来查找到一个合适的值进行精确输出。
　　论文最后对设备进行了调试，包括各个通道放大倍数的确定和用实际的热电偶分度表来代替理论的热电偶分度表。
　　本设备具有很强的扩展性，采用不同功能的传感器及相应的信号调理电路模块即可实现各种功能的无线数据采集装置，可以广泛的应用于小型无线数据采集终端、防火报警监控等领域，使系统具有更广阔的应用前景。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 选题背景与意义

1．2 回转窑温度测量的研究现状

1．3 短距离无线通信的发展现状

1．4 论文研究的内容安排

1．5 论文要解决的主要内容

1．6 本章小结

第2章 无线温度采集器总体结构

2．1 本系统设计要求和相关参数

2．2 设备器件的选型

2．2．1 热电偶的选型

2．2．2 微控制器的选型

2．3 温度信号采集发送器

2．4 温度信号接收器

2．5 本章小结

第3章 硬件设计

3．1 温度信号采集发送器的硬件设计

3．1．1 电源电路

3．1．2 ATmega8单片机

3．1．3 温度运算放大电路

3．1．4 TLV2543串行AD转换器

3．1．5 STR-30无线通信模块

3．1．6 STR-30无线通信模块接口电路

3．2 温度信号接收器的硬件设计

3．2．1 TLV5610数模转换器

3．2．2 串行通信电路

3．2．3 RS232接口

3．3 硬件抗干扰设计

3．4 本章小结

第4章 系统软件设计

4．1 温度信号采集发送器软件设计

4．1．1 主程序

4．1．2 温度采集转换子程序

4．1．3 温度发送子程序

4．1．4 温度数据处理子程序

4．2 温度信号接收器软件设计

4．2．1 主程序

4．2．2 接收数据子程序

4．2．3 串口传输子程序

4．3 软件抗干扰设计

4．4 本章小结

第5章 设备调试

5．1 硬件调试

5．2 现场安装要求

5．3 软件安装设置

5．4 程序调试

5．4．1 测量发送板的放大倍数

5．4．2 热电偶表格的修正

5．5 设备性能测试

5．5．1 温度标定实验

5．5．2 无线数据收发实验

5．5．3 窑内温度实验

5．6 本章小结

结论

参考文献

致谢