目前，很多场合的测温系统采用的还是有线测温设备，由温度传感器、分线器、测温机和监控机等组成，各部件之间采用电缆连接进行数据传输。这种系统布线复杂、维护困难、成本高，可采用无线方案解决这些问题。无线测温系统是一种集温度信号采集、大容量存储、无线射频发送、LED（或LCD）动态显示、控制与通信等功能于一体的新型系统。

　　本文从低功耗、小体积、使用简单等方面考虑，基于射频SoC nRF9E5和数字温度传感器DS18B20设计了一个无线测温系统，整个系统由多个无线节点和1个基站组成。无线节点工作在各个测温地点，进行温度数据采集和无线发送。基站与多个节点进行无线通信，并通过数码管将数据显示出来，同时可以通过RS-232串口将数据发送给PC。

　　nRF9E5简介

　　nRF9E5是Nordic公司推出的射频片上系统，内嵌8051兼容微控制器、RF收发器和4通道10位A/D转换器，是真正的系统级芯片，其功能结构如图1所示。

　　图1  nRF9E5功能结构框图

　　nRF9E5的片内微控制器与标准8051兼容，指令时序与标准8051稍有区别。中断控制器支持5个扩展中

断源：ADC中断、SPI中断、唤醒中断和两个无线收发中断。此外，还扩展了两个数据指针，使得片外RAM存取数据更为方便。微控制器内有256B的数据RAM和512B的ROM。上电复位或软件复位后，控制器自动执行ROM引导区中的代码，用户程序通常在引导区的引导下，从E2PROM加载到1个4KB的RAM中，该RAM也可用来存储数据。当进行批量生产时，可要求厂家代理将程序固化到片内，这样可省去E2PROM的费用并进一步减小系统体积。

　　nRF9E5内置收发器具有与单片射频收发器nRF905相同的功能，可通过片内MCU的并行口或SPI口与微控制器通信。收发器由频率合成器、功率放大器、调制器和接收单元组成。输出功率、频道和其他射频参数可通过对特殊功能寄存器RADIO编程进行控制。发射模式（TX）下，最小工作电流仅为9mA（输出功率-10dBm），接收(RX)模式下的工作电流为12.5mA，掉电模式下的工作电流仅为2.5μA。可见，nRF9E5的功耗很低。

　　nRF9E5采用Nordic公司的ShockBurst技术(自动处理前缀、地址和CRC)，实现低速数据输入CONTROL ENGINEERING China版权所有，高速数据输出，从而降低了系统的平均功耗。另外，nRF9E5还具有载波检测功能。在ShockBurst接收方式下www.cechina.cn，当工作信道内有射频载波出现时，载波检测引脚(CD)被置高。也就是说，当收发器准备发送数据时，它首先进入接收模式并检测所工作的信道是否可以发送数据（信道是否空闲），这是一种简单的传输前监听协议。这个特性很好地避免了同一工作频率下不同发射器数据包之间的碰撞。

　　DS18B20概述

　　DS18B20是美国DALLAS公司的“单总线”数字温度传感器，它具有结构简单、体积小、功耗低、无须外接元件、用户可自行设定预警上下限温度等特点。“单总线”结构独特而且经济，采用一根I/O数据线既可供电又可传输数据，使用户可轻松地组建传感器网络www.cechina.cn，为测量系统的构建引入全新概念。

　　3引脚封装的DS18B20形如一只三极管，其内部结构如图2所示。主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器和配置寄存器。此外，还有电源检测模块、存储和控制逻辑器、中间结果缓存器和8位循环冗余校验码（CRC）发生器。

　　图2  3引脚DS18B20内部结构

　　ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，可以看作该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20内部的RAM由9个字节的高速缓存器和E2PROM组成，数据先写入高速缓存器，经校验后再传送给E2PROM。通过DS18B20功能命令对RAM进行操作。

　　DS18B20的测量温度范围为-55℃～125℃,在-10℃～85℃范围内，精度为0.5℃，可编程设定9～12位的分辨率，默认值为12位，转换12位温度信号所需时间为750ms（最大）。检测温度由2字节组成，字节1的高5位S代表符号位控制工程网版权所有，字节0的低4位是小数部分，中间7位是整数部分。

　　无线测温系统组成及硬件设计

　　无线测温系统主要可分为基站和无线节点两大部分。每套系统一般只有1个基站，包括微控制器及射频收发单元、显示单元、报警单元、电源模块及接口单元，主要硬件连接如图3所示。

　　图3  基站主要部件原理图

　　接口单元是为了方便射频模块和PC的通信，通常可采用RS-232接口、USB接口、以太网接口等，其中CONTROL ENGINEERING China版权所有，RS-232接口是目前PC与通信工业中应用最