多节点温度采集与无线传输系统
文献综述
一、前言
在工农业生产中常常涉及到对不同节点温度的采集，其中大部分传输系统采用有线方式，虽然采用有线方式数据传输速率以及抗干扰能力都要优于无线方式，但布线复杂，维修不便，且费用较高。特别是在野外或者不便于铺设线缆的地区进行数据采集传输时，采用有线方式就受到了限制。针对这一特点，设计了采用无线传输方式的无线温度采集监测系统。
- 国内外研究现状
据产业研究院发布的《2012年-2016年中国传感器制造行业产销需求与投资预测分析报告》显示，温度传感器作为传感器的一类，占整个传感器总需求量的40%以上。随着我国电子信息产业持续高速增长，电子产业带动传感器市场扩张，温度传感器作为工农业生产中最常见的一种传感器，受到人们广泛关注。现在生产、生活、科研、医疗等领域随处可见的温度传感器作为测温仪器的主流，前景十分广阔。
我国温度传感器研制起步晚，基础薄弱。目前电子市场的主流温度传感器为DS18B320，AD595AQ，ADT7420，多数为DALLAS，亚德诺等大公司所生产的。其中，DS18B320是由DALLAS半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，从而为测量系统的构建引入全新概念，测量温度范围为-55到 125℃，精度为plusmn;0.5℃。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9-l2位的数字值读数方式。它工作在3V-5.5 V的电压范围，采用多种封装形式，从而使系统设计灵活、方便，设定分辨率及用户设定的报警温度存储在EPROM中，掉电后依然保存。而且DS18B20十分便宜，2-3元/个。因其具有以上优点，所以DS18B20占据了最大的市场份额。
无线通信在20世纪初的兴起，谱写了人类漫长的通信发展史上最光辉的一页。无线通信是利用电磁信号在空间中的传播进行信息的传递和交换的一种通信方式。目前诸多新技术得到了广泛的应用。主要有以下几种：
1、802.11系列：802.11协议簇是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。虽然WI-FI使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。在各种标准中，使用最多的应该是802.11n标准，工作在2.4GHz频段，可达600Mbps（理论值）。其中802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用(OFDM)副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。
2、Bluetooth/蓝牙技术：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方案。蓝牙使用跳频技术，将传输的数据分割成数据包，通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包。每个频道的频宽为1 MHz。蓝牙4.0使用2 MHz 间距，可容纳40个频道。第一个频道始于2402 MHz，每1 MHz一个频道，至2480 MHz。有了适配跳频（Adaptive Frequency-Hopping，简称AFH）功能，通常每秒跳1600次。最初，高斯频移键控（Gaussian frequency-shift keying，简称GFSK） 调制是唯一可用的调制方案。然而蓝牙2.0 EDR 使得 pi;/4-DQPSK和 8DPSK 调制在兼容设备中的使用变为可能。运行GFSK的设备据说可以以基础速率（Basic Rate，简称BR）运行，瞬时速率可达1Mbit/s。
