摘要 传统的数据采取方法往往是现场采集，对于气象学来说，明显不适应，无线数据采集技术在气象的数据采集中很早使用，随着近些年技术的不断进步，这项技术也得到了进一步的发展，本文主要讲述无线射频通信技术在气象数据采集中的应用，希望能为相关人员带来一些帮助。
关键词 无线射频通信；数据采集；nRF905
中图分类号TN91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）121-0240-02
近些年来环境变得日益恶略，人们对于自身生活环境的温度、湿度以及PM值等更加关注，需要能够及时获得需要的信息，现在人们的气象数据来源基本都是相关的公共天气预报，很难找到相关的具体信息，不便于使用，本文主要讲述一种基于无线射频通信技术的数据采集系统的应用。
1基于无线射频通信技术的数据采集系统的整体设计
无线射频通信技术概述，无线射频通信技术又称为射频识别技术，简称为RFID，是一种通信技术，在图书馆、食品安全溯源中得到广泛使用。无限代的信号通过点测产把数据传送出去，从概念上来讲，类似于条码扫描，从结构上来看，无线射频通信技术仅包括两个基本器件，具有快速扫描、体积小、耐久性强、无屏障阅读以及数据容量大等的优点。为利用无线射频通信技术的数据采取，系统的设计需要包括集端和显示端两部分，采集端通过相关传感器采集数据，位于检测位置，其中传感器主要是指温度传感器、湿度传感器以及噪音传感器和粉尘传感器等，依照日后的需求，在传感器方面还可以进行增加，传感器的输出系统在经过MSP430F169处理后通过发射端输出信息，在显示端则是先由nRF905发射端接受来自发射端的显现信号，再经过MSP430F169单片机的处理处理在显示器上显示。
2基于无线射频通信技术的数据采集系统的硬件设计
无线通信模块设计中采集数据的传输主要是通过无线射频通信技术，在前文提到通信模块nRF905，具有单个工作频段，本系统在设计中为设计简单，采用的是433MHz频段，为使nRF905能够实现数据的高速传播，在设计中采用了VLSI ShockBrust技术，在设计中无需采取单片机处理数据，数据的处理速率也可以依照需要进行设定。芯片在ShockBrust工作模式下可以自动产生导码和CRC。在本设计中nRF905模块采用SPI接口通信，这样的设计一方面简化了设计同时也能解决成本。nRF905发射端功耗小，在发射功率为-10dBm时，接受电流和发射电流仅仅为12.5mA和11mA，非常节能省电。nRF905整体设计降低了成本，同时也极大地节省了能源。
在微处理器模块设计中，模块主要是由LCD12864液晶显示器、DS1302时钟和MSP430F149单片机构成，实现数据采集显示和时间同步。设计中采用的是TI公司生产的16位总线的MSP430F169单片机，此单片机内部置有12位AD转换器，把采集到的模拟信号转化为数字信号，此单片机最突出的优点是低功耗，方便长期使用。设计系统采用的hiLCD2864液晶显示器实现计时，具有耗能低性能高的优点，可根据需要实现自动调整。传感器模块为实现多项气象数据的采集，依照高性能、低能耗以及低成本的原则采用了不同类型传感器，如DS18B20、BMP085以及DHT21等，依照实际的需求也可增减相应的传感器。DS18B20具有体积小抗干扰的优点，测量温度范围在-55℃～125℃，采取单线接口方式，在硬件设计和软件设计中都十分方便。DHT21是测量湿度变化的传感器，同样也是采取单线串行输出，节省I0口，适合于自然环境湿度的测量。BMP085是一种非常常用的压力传感器，内部含有AD，单片机通过IIC总线连接，使用简单。DSM501A是一个粉尘测量传感器，能够检测1μm以上微尘，在设计中并不能反映出PM2.5的值，但是能够比较清晰的反映出空气粉尘含量，满足日常需要。在设计中，还采用了噪音强度传感器，模块中采用了LM386设计的放大电路，输出的模拟信号通过单片机进行数模转换。
3软件设计
本系统软件程度设计主要分为发送接受程序、数据处理显示程序和各传感器测试程序。nRF905发送接收程序包括发送和接受两部分，需要先设置RF配置寄存器，需要注意两部分的配置寄存器必须统一，如设置频段、地址库研读、输出功率以及CRC模式等都需要相同，系统有效数据长度取10字节，发送程序为开始→寄存器初始化→写发送数据→TRX-CE TX-EEN置高→发送完成→TRX-CE置低→结束，接收程序为开始→寄存器初始化→TRX-CE TX-EEN置高→数据准备就绪DR为高→TRX-CE置低→MCU读数据→DR、AM置低→结束。
本设计系统采用了多种传感器，在传感器信息采集中，单片机对传感器进行扫描控制，把所有数字信号依照顺序存取起来，在依照各传感器的数据进行处理转化为相应的真实测量数据，具体过程为采集个传感器原始信号→模拟信号AD转化→多组数字信号统一编码→nRF905发送→nRF905接受→编码信号转化为实测数据→实测数据液晶显示。
4测试结果
通过测试，本设计系统能够实现200m范围内的无线采集通信，能够非常精确的测量温度、湿度、粉尘、大气压等的数据变化，系统具有低能耗、寿命长、使用便利的优点。
本设计的数据采集系统具有性能高、成本低以及耗能低的优点，结构简单，能够非常方便的检测自身周围气象变化，在实际用具有很大的应用价值。
参考文献
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