基于nRF905的无线射频数据采集系统的开发与实现

数据采集技术是信息科学的一个重要分支，它与传感器技术、信号处理技术以及计算机技术共同构成了现代检测技术的基础。本文在综合评述数据采集系统和短距离无线通信技术的应用现状的基础上，针对有线的数据采集方式存在的可移动性差、电缆铺设受现场环境限制的缺陷，设计并实现了一个基于nRF905和MSP430的无线数据采集系统。本文的主要内容和研究成果如下： (1)针对实际应用的要求，对系统进行了总体规划，设计了数据采集从站和基站的结构，并以低功耗和抗干扰性能为主要考虑因素，对系统主要元器件进行了精心的选型。 (2)完成了数据采集从站和基站的硬件电路设计和调试。本文设计的从站节点具有8个传感器信号输入通道，在分辨率为12位的情况下，采集速度最高可达200Ksps。从站采用电池供电，通过无线方式将采集数据传输给基站，基站通过CAN接口将接收到的数据传送到CAN网络。 (3)完成了系统应用软件开发和调试。主要包括数据采集及软件滤波程序设计、无线射频模块的驱动程序设计、CAN接口驱动程序设计以及无线网络的应用程序设计。 (4)基于一个基站多个从站的通信要求，设计了小型的无线数据通信网络。并根据实际应用要求设计了系统的网络拓扑机构、介质访问方式、差错控制策略以及无线数据通信的数据帧结构。基于系统低功耗长期运行的要求，对无线数据采集网络的主要能量消耗进行了分析，设计了白适应正常工作—休眠交替的工作方式，大大降低了系统功耗，达到了长期运行的要求。针对现场干扰的影响，设计了基于跳频通信的工作机制，有效的抵制了外部干扰。 (5)对系统功能进行了测试，测试结果表明，本文设计的无线数据采集系统具有体积小、功耗低、数据传输稳定可靠、抗干扰能力强等优点，可以很好地应用在无线数据采集及其它短距离无线数据传输的场合。