基于C8051F350及CC1000的高精度無線水溫測量系統(tǒng)設(shè)計

　　摘要：本設(shè)計是基于C8051F350及CC1000芯片實現(xiàn)高精度無線河流水溫測量，利用高精度恒溫槽采用多項式曲線擬合及軟件數(shù)據(jù)處理來完成鉑電阻阻值-電壓-溫度標(biāo)定轉(zhuǎn)換的測水溫方法。系統(tǒng)設(shè)計簡單、功耗低、工作穩(wěn)定可靠、精度高，具有較大的實用性。

　　概述

　　在河流水文測量中，水溫的測量是其基本測量要素之一，早期常規(guī)測量方法是用圖1所示的水溫表，由測量人員用細(xì)繩懸吊放置在水面下一定深度一定時間后，提出水面觀讀水溫并記錄。此法手段落后，雨雪天測量人員的安全也難以保障。在電子、通訊技術(shù)飛速發(fā)展的今天，溫度測量技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，也使得測溫系統(tǒng)的高精度、低功耗、遠(yuǎn)程自動測量成為發(fā)展的必然趨勢。本系統(tǒng)采用應(yīng)用較為普遍的PT1000鉑電阻作為溫度傳感器，設(shè)計恒流源、電阻-電壓轉(zhuǎn)換、信號放大、帶有A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)等電路對電壓信號采集、處理、計算、無線發(fā)送等進(jìn)行水溫測量，是一種有效的遠(yuǎn)程溫度測量方法。具有精度高、功耗低、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點，具有較好的推廣價值。　　

 

　　系統(tǒng)電路設(shè)計

　　本系統(tǒng)電路由兩大部分組成(見圖2)，分別為安裝于戶外河流邊的水溫測量端機(jī)(圖A)和安裝于室內(nèi)的接收端機(jī)(圖B)組成。　　

 

　　溫度檢測電路

　　設(shè)計檢測水溫的變化范圍為-5~45℃，精確檢測水溫模擬信號是整個系統(tǒng)的重點與難點，其檢測電路如圖3所示。選用鉑電阻PT1000作為測水溫的傳感器，為了減小傳感器導(dǎo)線電阻帶來的附加誤差，采用三線制接法。傳感器供電采用LM134、R₀₁、R₁、D₁組成的無溫漂恒流源，恒定電流為0.5mA。電流流經(jīng)鉑電阻后的電壓信號由高精度、低功耗、低噪聲、低漂移、寬帶運放U1B(AD8606)線性放大，再經(jīng)U1A濾波輸出V₀。