基于NRF2401的電壓監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

烏云

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種基于NRF2401的電壓監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括三大部分，即電壓監(jiān)控數(shù)據(jù)采集，NRF2401無線收發(fā)模塊，電壓數(shù)據(jù)顯示模塊。本課題首先研究和分析數(shù)據(jù)采集方法，用ADC0832進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)STC89C52處理采集的電壓信號通過NRF2401模塊發(fā)送到接收模塊，讓LCD1602進(jìn)行實(shí)時顯示，從而達(dá)到實(shí)時監(jiān)控的目的。

關(guān)鍵詞：無線收發(fā)模塊；STC89C52系列單片機(jī)；電壓監(jiān)控

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0153-01

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，改善電能質(zhì)量已經(jīng)成為國家政策的重要內(nèi)容。電壓是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。為了提高電壓監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性和完整性，有效地減少管理人員統(tǒng)計(jì)和錄入數(shù)據(jù)的時間，加大分析，提高供電電壓的管理水平和保證電能質(zhì)量，本課題設(shè)計(jì)了一套基于單片機(jī)的基于NRF2401的電壓監(jiān)控系統(tǒng)。

2 設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容

本設(shè)計(jì)研究的是遠(yuǎn)程電壓監(jiān)控，以保證對監(jiān)控電壓能實(shí)時的進(jìn)行監(jiān)控和分析，以便及時做出調(diào)整，做出相關(guān)措施，提高和改善電壓質(zhì)量。

該設(shè)計(jì)的內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)短距離的電壓監(jiān)控，由于是實(shí)驗(yàn)性目的，且出于安全角度考慮，于是選擇的監(jiān)控電壓范圍是0-5V。將采集到的電壓數(shù)據(jù)經(jīng)過無線方式實(shí)時傳輸，從而能達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。采集到的模擬電壓經(jīng)ADC0832轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，經(jīng)單片機(jī)STC89C52傳輸?shù)絅RF2401發(fā)射，再經(jīng)過NRF2401接收，將接受的數(shù)字電壓通過單片機(jī)STC89C52發(fā)送到LCD1602液晶顯示屏上顯示出來。

3 硬件設(shè)計(jì)

在硬件方面包括了無線收發(fā)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊以及單片機(jī)STC89C52最小模塊等。

硬件設(shè)計(jì)框圖如圖1。

NRF2401單片射頻收發(fā)芯片，芯片中包含了功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器、頻率合成器等等功能模塊，可以通過程序?qū)敵龉β始巴ㄐ蓬l道進(jìn)行配置。該芯片的工作頻段為2.4～2.5GHz，正因如此，它的功耗特別低，多種低功率工作模式讓節(jié)能設(shè)計(jì)更方便，正因?yàn)樗哂性S多有點(diǎn)，故應(yīng)用面非常廣。

4 電路的調(diào)試

在電路焊接好，軟件程序編寫完成后，開始調(diào)試本次設(shè)計(jì)，調(diào)試是設(shè)計(jì)中的重中之重。在調(diào)試過程中，出現(xiàn)接收模塊的液晶部分顯示始終為0的現(xiàn)象?？赡苡幸韵聨讉€原因：接收模塊未正常工作，不能接收到數(shù)據(jù)、發(fā)送端的數(shù)據(jù)未發(fā)出、程序問題以至于發(fā)送的數(shù)據(jù)不正常。對于提出的這些假設(shè)，做了如下的驗(yàn)證：線路的連接出錯，發(fā)送端正常供電，NRF2401的CE端口接地，使其處于有效。數(shù)據(jù)段輸入模擬的數(shù)據(jù)信號，NRF2401的4位的數(shù)據(jù)輸入端口全部都置高，發(fā)現(xiàn)接收端液晶顯示電壓為2.65V；將4位的數(shù)據(jù)輸入端全部接地，接收端顯示為0V；說明了發(fā)射模塊，與接收模塊處于正常工作。檢查天線，發(fā)現(xiàn)手觸碰天線后，接收端有數(shù)據(jù)顯示，是天線的接觸不正常。同時也發(fā)現(xiàn)線路的連接有出錯，NRF2401的CE端沒有連接到STC89C52單片機(jī)上控制。

5 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)是為了建立一種新的電壓監(jiān)控模式，從而解決當(dāng)前人工抄表的產(chǎn)生種種誤差，以及浪費(fèi)大量的人力、財力的問題。電壓監(jiān)控系統(tǒng)的提出是對目前電力系統(tǒng)的一種重要摸索。本次設(shè)計(jì)從開始尋找設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)需求分析、以及到最終的設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)，通過近一個月的努力終于完成了這次論文且完成了本次研究的目的，做出了基于NRF2401的電壓監(jiān)控系統(tǒng)的小型實(shí)物，基本上達(dá)到了電壓監(jiān)控的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]馬淑華，王鳳文，張美金.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005.

[2]趙靜，劉少聰，丁浩，王莉莎；基于單片機(jī)的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[M].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011.

[3]杜向黨，李淼，張繼紅.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和 GPRS 的無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與電子2010，（02）：74-76.

[4]Greenlight's New Cell Voltage Monitoring System， Anonymous；Advanced Battery Technology， 2009，Vol.45（12），pp.18.endprint