毕业设计论文—基于ARM的无线数据采集系统的设计.docx

基于ARM的无线数据采集系统的设计(1)Design of Wireless Data AcquisitionSystem Based on ARM (1)无线数据采集系统，不仅能很好地满足各行业信息采集的需求，而且也为各行 业提高了生产和工作效率，减少建设成本和运营成木，创造了很好的经济效益和社 会效益，符合经济建设和社会发展的要求在信息采集系统中，采用无线方式进行 信息的传输，可避免布线的麻烦，有效扩展控制距离和范围木课题研究的是对温度的采集和无线传输温度信息的采集与处理是信息采集 与处理领域经常要解决的问题，应用广泛木课题使用ARM7开发板、DS18B20温 度传感器和nRF905无线模块搭建无线采集的硬件系统ARM7作为控制核心，控制 DS18B20和nRF905无线模块的工作状态，以实现对整个系统的控制DS 18B20采 集现场的温度，传输给ARM7处理,nRF905使用433MHz的无线频段将数据发射出 去系统的软件设计使用ARM开发环境ADSI.2,并通过Jt“g 口进行仿真调试 本论文介绍了系统整体方案的设计、硬件设计、软件设计最终整个系统实现对温 度的现场采集，然后经过无线传输，在电脑上实吋显示。

关键词：无线采集 ARM7 DS 18B20 nRF905AbstractWireless data acquisition system can not only satisfy the needs of various sectors of information collection, but also improve production and working efficiency It reduces construction costs and operating costs and creates a good economic benefit and social benefit, in line with economic construction and social development. In the information acquisition system, transmitting the data wirelessly can avoid the wiring problems and expanding the control distance.The project researches how to acquire temperature and transmit the temperature wirelessly. The acquisition and process of temperature information is a common problem in the information acquisition field and has wide application. ARM7 development board, DS18B20 the temperature sensor and nRF905 the wireless module are used to build the hardware foundation for wireless acquisition system in this project. As a control unit, ARM7 controls the working status of DS18B20 and nRF905 the wireless module in order to control the whole system. DS 18B20 collects on-site temperature and transmits the temperature to the ARM7 for processing. And nRF905 will transmit the temperature out by using 433MHz radio frequency band. In the system, software design is based on the ARM development environment ADS 1.2, and online simulation debugging through J tag port • This paper introduces the overall system solution design, hardware design and software design. Eventually the whole system will achieve the result of on-site temperature acquisition, wireless transmission and real-time display on the computer.Key WOrds：Wireless Acquisition ARM7 DS 18B20 nRF905摘要 IAbstract II绪论 11系统设计方案 31.1 系统研究 31.2 系统整体方案 31.2.1 控制核心 31.2.2 温度采集 41.2.3 无线收发 42硬件设计 52.1温度采集模块设计 52.2无线收发模块设计 63软件设计 93.1系统软件设计整体思路 93.2 S3C44B0 初始化 93.3温度采集子程序设计 103.3.1 DS18B20复位函数 103.3.2测量温度函数 113.3.3读取温度函数 113.4无线收发子程序设计 123.4.1 初始化nRF905函数 133.4.2 SPI读写操作函数 133.4.3 配置 nRF905 函数 153.4.4发送数据函数 163.4.5 接收数据函数 173.5 系统调试 183.6结果分析 19结论 20致谢 21参考文献 22附录一S3C44B0核心板原理图 231991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。

ARM公司 是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不生产 芯片，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从 ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适半的 外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场FI前，全世界有几十家大 的半导体公司都使用ARM公司的授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工 具、制造、软件的支持，又使整个系统成木降低，使产品更容易进入市场被消费者 所接受，更具有竞争力到FI前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据 了高端微控制器市场的大部分市场份额，同吋也逐渐向低端微控制器应用领域扩展, ARM微控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战无线通讯领域：H前已有超过85%的无线通讯设备采用了 ARM技术，ARM以 其高性能和低成木，在该领域的地位日益巩固网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞 争优势此外,ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的 应用领域提出了挑战。

消费类电子产品：ARM技术在FI前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏 机中广泛采用成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术手 机中的32位SIM智能卡也采用了 ARM技术除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更 加广泛的应用无线数据采集系统，可以广泛应用到国民经济的各个领域中：如无线数据采集 与传输、车辆监控、无线抄表、工业数据采集系统、水文气象监控、无线遥控、生 物信号采集等这些应用为国家和企业节省了大量的人力物力在工业、农业、环 保、气象、水利、电力、能源等系统中，常常需要对众多数据点进行实时监测和采 集如果采集现场环境恶劣，通过传统的电缆连接传输数据，不仅安装复杂，而且 铺线成木很高，往往事倍功半基于ARM的无线数据采集传输，实现了对现场数据 的采集和短距离内数据的无线传输无须铺设线缆，降低了环境改造成本，方便了 数据采集人员的工作随着嵌入式的应用、无线网络的覆盖和传感器的应用，未来即将进入物联网的 概念，打造一个“智慧地球”更好的为人们的生活与工作服务，让人们亨受高科技 带来的便捷物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一 个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things，，。

在这个网络中，物品（商品）能够彼此进 行“交流"，而无需人的干预其实质是利用射频自动识别（RFID）技术，通过计算机互 联网实现物品（商品）的自动识别和信息的互联与共亨物联网的应用方向有：智能交 通、城市安防、电力、环境检测、医疗卫生、家庭个人物联网有着广阔的发展前 景，但Fl前还仅仅是开始，可以说是方兴未艾木课题以温度的采集与无线传输为研究内容具体说明ARM处理器、传感器、 无线传输模块在实际生活和工作中的具体应用无线采集系统必将有着更为广阔的 发展空间1系统设计方案1.1系统研究本系统将综合利用ARM处理器S3C44B0、温度传感器DS18B20.无线收发模 块nRF905.数码显示管，基于C语言编程，并以ADS1.2软件为开发环境完成所有 的软硬件设计具体的设计的内容包括以下几个方面：（1） 明确系统的功能，完成系统功能模块的划分2） 在系统需求及系统技术指标的要求下，对整个系统的实现提出最佳的设计 方案3） 在方案的基础上，结合系统实现的难易程度，选择所需的器件类型，（4） 基于S3C44B0开发板完成各模块的硬件设计5） 基于ADS1.2开发环境，实现温度采集、数据发送和接收的软件设计。

6） 完成软硬件的调试，实现系统的功能1.2系统整体方案在对系统功能要求进行分析的基础上，结合技术指标和实现成本，对温度无线 采集系统实现提出如下整体设计方案：图1-1整体方案框图如图1-1,整个系统由温•度采集模块、控制中心、数码显示管、无线收发模块组 成由温度采集模块现场采集温度，温度数据由控制中心处理并将其显示到数码显 示管上，最后将数据经无线发送模块发送在接收端，无线模块检测到无线载波、 接收数据，交由控制中心处理，同步显示到PC机上，实现远程监控121控制核心控制核心选用的是32位ARM处理器S3C44B0oS3C44B0是三星公司推出的32 位RISC处理器，提供了高性价比和高性能的微控制器解决方案S3C44B0提供了丰 富的内置部件，包括：8KB cache,内部SRAM, LCD控制器，带自动握手的2通道 UART, 4通道DMA,系统管理器，代用PWM功能的5通道定吋器，I/O端口，RTC, 8通道10位ADC, IIC-BUS接口，IIS-BUS接口，同步SIO接口和PLL倍频器1.2.2温度米集温度采集模块采用的是DSI8B20o温度传感器的种类众多，在应用与高精度、 高可靠性的场合吋DALLAS （达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器当仁不让。

DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方 便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域超小的体积, 超低的硬件开消，抗干扰能力强，精度高，附加功能强。