旋转轴无线温度检测系统

摘要

本文开发研制了一种综合嵌入式以太网技术、无线数传技术、以太网远程供电技术，适合用于旋转体的非接触直接测量的小型化、数字化、网络化的更有竞争力的温度数据采集系统。　　在设计中采用DS18B20数字温度传感器，方便地实现了旋转体温度的数字化检测。然后基于无线射频技术，利用Nordic公司的低功耗无线射频收发芯片nRF401对采集的温度数据进行近距离无线传输。避免了数据采集终端的布线，使旋转体温度的测量变得十分简单。在接收端通过嵌入TCP/IP协议的单片机把数据转发到Internet上。这样，收集的数据就能借助于Internet网进行远程传送。 论文对数据采集与传输的硬件和软件进行了研究设计，采用MCS-51汇编语言完成了温度测量与无线收发的软件编写，采用C51在51单片机上实现了UDP/IP协议，并在实验中完成了数据的网路传送。　　文中对旋转轴上温度数据采集及无线发射单元电路的供电方式进行了分析比较，利用环形变压器非接触为旋转体上的检测电路进行耦合供电，避免了电池供电的不便。为了简化电源设计，减小体积，电源信号在10KHz-200KHz的频率范围内选取，选取时要充分考虑对无线数据信号的干扰。　　通过分析与设计，完成了实验电路模板的设计，并对实验电路进行了软硬件调试。结果验证了设计的可行性与有效性。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1测控网络的发展与现状

1.2嵌入式系统的应用与发展

1.3温度测量及其传感器技术的发展

1.4论文的意义与内容

第2章旋转体无线温度检测系统简介

第3章温度的无线检测

3.1引言

3.2温度检测

3.2.1数字温度传感器DS18B20

3.2.2测温电路设计

3.2.3测温软件设计

3.2.4 DS18B20使用中注意事项

3.3温度数据的无线传输

3.3.1无线收发芯片nRF401

3.3.2硬件电路设计

3.3.3无线数据传送格式

3.3.4软件设计

第4章嵌入式以太网数据通信接口设计

4.1引言

4.2以太网协议

4.3以太网控制器RTL8019AS简介

4.3.1内部结构

4.3.2主要性能

4.3.3内部RAM空间及I/0地址

4.4接口电路设计

4.5程序设计

4.5.1 RTL8019AS驱动程序的设计

4.5.2 ARP数据封装与程序实现

4.5.3 IP数据封装与实现

4.5.4 ICMP数据封装与PING实现

4.5.5 UDP数据封装与实现

4.5.6以太网通信测试主程序设计

第5章电源电路设计

5.1引言

5.2耦合电源电路设计

5.3电源驱动程序设计

第6章实验测试

6.1引言

6.2无线数据传送实验测试与分析

6.3网络传输实验

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文