基于nRF905和MSP430的无线收发系统设计

杨 鑫，杨 靖

(贵州大学电气工程学院，贵州 贵阳 550025)

0 引言

在工农业控制现场，常常需要对现场的大量数据进行监测，如电流、电压、温度、湿度、二氧化碳浓度等，其中温度是一个十分重要的物理量。传统的数据传输都是通过有线传输的方式来实现的，然而在许多现场架设电线是一项十分复杂的工程，有些甚至不允许铺设电线，并且在某些场合架设电线会使成本大大提高，同时也增加了施工难度和维修成本。随着科技的进步，无线通讯技术得到迅猛的发展，其凭借着布线大幅减少、适应性强、建网快捷等优势，尤其是一些特殊场合其优势更是明显，因此无线数传系统在市场占有率逐渐提高。

1 本设计主要内容

本设计主要分为两大部分，分别为发送部分和接收部分。其中发送部分通过MSP430F149控制DS18B20数字温度传感器采集现场温度数值，用LCD1602液晶显示器显示开机“Welcome”欢迎语和现场温度数据，同时使用红绿两种颜色LED，显示发送模块蓄电池电量(红色为电量不足，绿色为电量充足)，以供现场工作人员读取，同时又控制nRF905无线模块将温度数据通过无线形式发送出去。接收部分同样配备了MSP430F149和nRF905，实现将发送模块发送的数据进行接收，同时接收模块又配备了RS232上位机接口模块，将接收到的数据通过此串口上传到上位机，以备工作人员进行数据保存分析等。

2 系统硬件设计

2.1 系统框图

系统结构框图主要分为发送模块结构框图和接收模块结构框图，具体结构如图1，图2所示。

图1 发送模块结构框图

图2 接收模块结构框图

2.2 系统主电路

系统主电路主要分为发送部分和接收部分，分别如图3所示。

图3 发送模块电气原理图

图4 接收模块电气原理图

3 系统软件设计

本设计程序(接收和发送端)的主体思想均为先定义，然后进入无限循环，在无线循环内，按照先顺序执行，然后进入另一层循环，本层循环为数据发送环节，循环次数为三次的思想来进行编程，本编程方法的一个好处就是主程序在执行完一次后可以重新采集温度信息，能够及时对温度变化做出响应，另一个好处是同一温度信息通过无线方式重复发送三遍，确保在无线传输中数据不会发生丢失现象(数据的准确性由nRF905执行CRC校验来保证)。主程序流程图如图5，图6所示。

图5 发送模块程序原理图

图6 接收模块程序原理图

4 结束语

本论文主要完成了硬件系统和软件系统两部分设计，其中核心是在MSP430F149中写入主程序，读取DS18B20的温度数据，按照LCD1602和nRF905的工作时序，将温度数据进行显示、发送、接收和传输到RS232串口。本文的核心在于数据无线传输，由于使用无线传输，所以本系统考虑到绝大多数情况难以架设电线需要使用蓄电池供电所以采用了超低功耗单片机，同时本设计设计了USB供电电路，可以实现在有电源的情况下无需重新铺设信号线就可以完成数据传输，同时主程序中设定温度数据重复发送三次机制和nRF905模块自带CRC校验功能保证了数据的完整性和准确性。

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