摘　要：在工業(yè)控制領域，常常需要采集大量的現場數據，然后傳輸給主機進行處理。而目前數據傳輸通常使用的是rs485或者是can等網絡。這些網絡均基于有線傳輸，他們在使用中不僅要考慮成本因素，還要考慮數據傳輸中的干擾因素。而無線傳輸相對具有一定的優(yōu)勢，成本相對低，并且傳輸中的干擾也較少，這也在一定程度上提高了傳輸的可靠性。設計了一個基于ptr2000無線傳輸模塊的數據采集系統(tǒng)。該實例對其他相類似的無線數據采集、無線數據傳輸應用具有一定的參考價值。

　　關鍵詞：無線數據采集；ptr2000；usb；aduc812；usb100

1　引　言

　　在工業(yè)控制現場，常常需要采集大量的現場數據，如電壓、電流、溫度、濕度、氣壓等，并將這些數據采集模塊采集的數據傳輸到主機進行處理，由主機根據處理的結果，將控制信號傳輸給現場執(zhí)行模塊進行各種操作。目前數據的傳輸基本是基于有線的網絡，如rs485，can等。這些有線的網絡一般具有成本比較高、維護不方便等缺點。而無線傳輸相對具有一定的優(yōu)勢，如成本低、可靠性高、維護方便等。本文介紹一個基于ptr2000無線數據采集系統(tǒng)。通過本系統(tǒng)，不僅能了解數據采集的一般過程以及一般數據采集系統(tǒng)的構成，還能了解ptr2000模塊、aduc812單片機、usb100模塊的功能。該系統(tǒng)最高傳輸速度可達19．2 kb/s。

2　系統(tǒng)原理

　　該系統(tǒng)由工控機、usb100、at89c51單片機、ptr2000(2塊)、aduc812單片機構成。

2．1　aduc812高性能單片機

　　anolog device公司的aduc812高性能單片機由與 8051兼容的內核［1］、片內外圍設備、電源單元和模擬單元組成。8051兼容的內核額定的工作頻率是12 mhz(最大可達16 mhz)，3個16 b定時計數器，功能包括看門狗定時器、電源監(jiān)視psm、高速adc以及dma控制器。片內有8 kb的閃速/電可擦除程序存儲器，640 b的閃速/電可擦除數據存儲器和256 b的片內數據ram，支持16 mb的外部數據存儲空間和64 kb的外部數據尋址空間，為多處理器接口和i/o擴展提供了32條可編程的i/o口線，端口3有高電流驅動能力，同時具有標準的uart接口和可配置的i2 c端口或spi端口。模擬單元包括8通道、高速(200 kb/s)自校準12 b adc、片內4oppm/c電壓基準、2個電壓輸出dac和片內溫度傳感器等，可構成一個強大的12 b數據采集系統(tǒng)。

2．2　usb100通用串行總線協議模塊

　　usb100是基于asic設計的，內部封裝了usb1．1全部協議以及多達384 b的發(fā)送緩沖區(qū)和128 b的接收緩沖接口，對usb接口的操作如同對外部存儲器操作一樣方便，由usb100模塊完成全部協議的轉換和封裝，使開發(fā) 過程變得十分簡單。

　　各管腳說明如下：

　　p1～p9，p16，nc：空腳。

　　p10，vcc：輸出，＋5 v輸出，提供給外部mcu使用，最大400 ma。

　　p11，usbvcc：輸入，usb接口的電源腳。p12～p13，d＋，d－：輸入/輸出，usb數據線。p14～p15，gnd：電源地。

　　p17，rxe：輸出，高表示模塊沒有數據輸出；低表示模塊有數據輸出，可以讀數據。

　　p18，txe：輸出，高表示模塊發(fā)送緩沖區(qū)已滿；低表示發(fā)送緩沖區(qū)為空，可以發(fā)送數據。

　　p19，wr：輸入，將8 b并行總線上的數據鎖存入內部緩沖區(qū)。

　　p20，rd：輸入，允許內部接收緩沖區(qū)數據通過8 b并行總線讀出。

　　p28～p21，d0～d7：8 b雙向數據線，他是一個8 b并口，usb100通過他與單片機交換數據。

　　usb100模塊的控制時序：

　　發(fā)送時序　當單片機檢測到usb100模塊txe為低時，表示內部發(fā)送緩沖區(qū)允許發(fā)送數據到usb端口，可以 將數據通過8 b數據總線發(fā)給usb100模塊，發(fā)送數據鎖存由wr控制，usb100模塊txe為高時，禁止發(fā)送數據。

　　接收時序　當單片機檢測到usb100模塊rxf為低時，表示內部接收緩沖區(qū)有來自usb端口的數據，可以通過8 b數據總線將數據讀入發(fā)給usb100模塊，接收數據鎖存由rd控制，接收時序如圖5所示。

2．3　ptr2000無線傳輸模塊

　　ptr2000是一個小型、超低功耗無線數據收發(fā)模塊。 該模塊工作頻率為國際通用的數傳頻段433 mhz［3］，采用了fsk調制，抗干擾能力強，采用了dds＋pll頻率合成技術，頻率穩(wěn)定性極好，靈敏度達到－105 dpm，最大發(fā)射功率為＋10 dpm，工作電壓2．7～5．25 v，具有2個工作頻道，工作最高速度可達19．2 kb/s(也可工作在其他頻率，如9 600 b/s)，可直接與cpu串口使用如8031等，也可以接計算機rs232串口，軟件編程非常方便。由于該模塊采用了低發(fā)射功率、高靈敏度設計，使用無需申請許可證。

　　各管腳說明如下：
　　p1：vcc，電源輸入端，接2．7～5．25 v。

　　p2：cs，頻道選擇，cs＝0選擇工作頻道1，即433．92 mhz；cs＝1選擇工作頻道2，即434．33 mhz。

　　p3：do，數據輸出。

　　p4：di，數據輸入。

　　p5：gnd，接地端。

　　p6：pwr，節(jié)能控制，pwr＝1，