基于单片机无线数据传输的水源水质实时监控系统设计方案研究

2、检测端：中央控制模块：处理器用于控制检测端的工作和处理数据；数据传输模块：传输模块采用或、RF传输方式进行无线数据传输；数据采集模块：待测水质检测装置采集温度、PH数据。数据处理及显示端：中央控制模块：处理器用于控制检测端的工作和处理数据；数据接收模块：接收器采用或、或、进行接收数据；数据显示模块：作为显示设备使用。工作重点：实现单片机之间的无线数据传输。所用工具：开发板、数据传输模块、数据接收模块、Alt

3.ium软件，Keil。单片机全双工无线传输解决方案：发射电路采用图1电路，接收电路采用图2电路，通信距离不小于200M。美国公司推出的单片集成电路，可完成接收、解调，是其改进型，相比于，功耗更低，并带有断电控制端，可方便与单片机接口，性能稳定，使用非常简单，采用陶瓷谐振器，通过更换不同的谐振器，接收频率可覆盖300-。具有扫描模式和固定模式两种工作模式，扫描模式接受带宽可达几百KHz。此模式主要与LC振荡发射机配合使用，因为LC发射机

4、频率漂移较大，扫描模式下数据通讯速率约为2.5KBS/秒，固定模式带宽只有几十KHz，此模式配合使用采用晶振稳定频率的发射器使用，数据速率可达每秒。工作模式选择通过第16脚（SWEN）实现。另外水源设计，唤醒功能可用于唤醒解码器或CPU，以最大限度降低功耗。发射模块：是本公司推出的一款远距离无线数据传输发射机芯片，其所有调谐均可在IC内自动实现，具有自调谐功能，可自动调谐，免去人工操作的麻烦，还能动态适应其阻抗的变化，具体发射功率本身有50的负载。天线的有效性决定了实际的辐射功率，良好的天线设计可以使输出在3米以内。

5、它产生67dBV//m的发射功率。PC引脚可用于设置所需的发射功率。此引脚上的电压与功率放大器输出端的差分电压成正比。当PC引脚电压增加到0.4V时，输出功率将受电流限制，不再变化。降低PC引脚电压可以降低输出功率，同时还会降低RF输出功率及其最大范围。它在驱动天线环路方面有特殊效果。它具有双差分输出，可以驱动感性负载。输出级包括一个变容二极管，可以自动调谐天线的电感以实现谐振。精确设计的高Q天线环路可以更精确地设置谐振电路的中心频率。需要注意的是，中心频率的微小偏差可能会降低其发射功率。天线本身是一个电感元件。与天线并联的简单电容器可以形成谐振

6.电路，其谐振频率由下式确定：f=1/(42CL)1/2图1、图2是与单片机的串行接口电路：图1图2接收模块：是配套的ASK/OOK接收IC，主要用于无线电传输。本器件的RF输入范围为300-；数据传输速率高达2.1kbps；可实现自动调谐，无需人工调节。MICRF的工作电压范围为+4.75V至5.5V；典型工作电流为3mA；典型接收灵敏度为-96dBm；RF输入范围为至，接收调制占空比为20%至80%。典型应用电路如下图所示。它是一个OOK接收器，接收/s信号从天线发射

7、输入，数据从DO输出。应用中，必须确定参考振荡频率fr，并选择CTH和CAGC。超外差接收机的本振频率fLO与发射机的发射频率fTX之差就是中频IF的中心频率，fLO与fTX的关系为： 本振频率fLO与参考振荡频率的关系为： 根据fTX与fT的关系，可算出下表关系： 为保证fT的稳定，应采用晶振或声表面波调谐器。 CTH 接在CTH端的电容，与数据限幅度时间常数T有关，与fT有关，CTH与T、fT的关系为： 当根据不同的T，在0.0472.2uF之间选取。 CAGC是接在CACC端的电容，CAGC在0.474.7uF之间选取。 连接外围电路与微控制器的电路如图3、图4所示。

8、其中电容用于滤除杂波。天线接收到数据后，进行解调，输出数据通过单片机的P3.6口输入到单片机内部处理。SHUT为接收模式选择端，由单片机的P3.7口控制，当P3.7为高电平时，MICRF进入低功耗状态，P3.7为低电平时，进入发射状态。 图3 图4 显示模块：作为显示模块使用。LCD各种图形的显示原理：由MN个显示单元组成线段显示点阵形式。假设LCD显示器有64行，每行有128列，每8列对应8位1字节，即每行16字节，共168=128个点，屏幕上的6416个显示单元对应显示RAM区的1024字节。 每个字节的内容对应显示屏上相应位置的亮度和暗度。

9、例如屏幕第一行的亮度由RAM区的16字节内容决定。当（000H）=FFH时，屏幕左上角显示一条长度为8个点的短亮线；当（3FFH）=FFH时，屏幕右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH、（001H）=00H、（002H）=00H、（00EH）=00H、（00FH）=00H时，屏幕上方显示一条由8条亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。 字符的显示 用LCD显示一个字符比较复杂，因为一个字符是由68或88个点组成的。 需要找到显示RAM区域中与显示屏某些位置相对应的8个字节，并让每个字节的不同位为“1”，其他位为“0”，其中“1”位亮，“0”位暗。

10.“不亮。这样就组成了一定的字符。但对于内置字符发生器的控制器来说，显示字符比较简单，可以使控制器工作在文本方式下，根据LCD上开始显示的行号、列号以及每行的列数，找到显示RAM对应的地址，设置光标，把字符对应的代码送到这里。图5是1602字符型LCD显示器实物图。图5 引脚1：VSS为地电源。引脚2：VDD接5V正电源。引脚3：VL为LCD显示器的对比度调节端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高。对比度过高会产生“重影”，使用时可通过10K电位器调节对比度。引脚4：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器，低电平时选择数据寄存器。为低电平，选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，为高电平时进行读操作，为低电平时进行读操作。

11、执行写操作。RS与R/W都为低电平时，可以写入指令或者显示地址。RS为低电平，R/W为高电平时，可以读忙信号。RS为高电平，R/W为低电平时，可以写入数据。 引脚6：E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行指令。 引脚714：D0D7为8位双向数据线。 引脚15：背光正极。 引脚16：背光负极。 温度传感器：暂选pt100或者。 PH探头：EST-701Y PH复合电极。或者E201复合电极。 服务器端硬件设计： 服务器端由单片机、显示端、若干按键组成。 数据采集端硬件设计： 因为元件库里没有ph探头和micrf系列，所以就不画出来了。 探头启动系统初始化，获取水质数据进行数据处理并将数据通过无线传输传递给用户。