LabVIEW温室多参数测控系统无线接收机软硬件设计+电路图(3)
2）编写上位机软件处理由单片机传送过来的数据。
上位机需要实现的功能如下：
1）接收温湿度数据，并将温湿度数据处理成符合人们阅读习惯的十进制实时显示出来。将数据送入波形图表中，以观察其变化趋势。
2）当温湿度值超出预设的温湿度上下限值时，进行报警。
3）实现对温湿度数据文件保存的功能。
2.2 测试系统构成和测量原理
根据测试要求，总体测试系统主要由4部分组成，分别是无线节点采集端、无线节点接收端、上位机和执行机构，总体系统结构图如图2.1所示。虚线框为无线节点采集端和无线节点接收端，本系统包括无线节点接收端和上位机。
本系统的处理器采用ATmega128单片机，ATmega128单片机具有强大的功能，能实时的处理数据，并且具有两个全双工异步/同步串行通信口。无线传输模块是KYL-1020L的接收端。通信接口主要包括MAX232电平转换器件和RS232串行通信接口两部分。控制模块接收由上位机发送的指令，以驱动执行机构完成相应的功能，如打开风扇、窗帘等。ATmega128单片机中的软件利用AVR Studio和Win AVR提供的高级语言编程环境编写，并通过ISP下载模块将程序烧录进去。上位机软件则可通过图形化编程语言LabVIEW进行编写。
图2.1 系统总体结构图
2.3本章小结
本章叙述了总体系统的构成，并介绍了本测试系统的构成、提出了本系统需要完成的功能，说明了测量的原理。
3 测试系统硬件电路设计
测试系统硬件电路包括ATmega128单片机控制单元、电源模块、无线模块接收端和通信接口。ATmega128的主要功能是处理无线传感器节点发送的温湿度数据，电源模块为系统中的器件提供工作电压，无线模块接收端用于接收无线传感器节点发送的温湿度数据，通信接口则用于实现单片机和上位机之间的通信，如下图3.1所示的虚线框为测试系统的硬件电路组成。
图3.1 硬件电路结构
3.1 单片机最小系统
本系统的单片机最小系统包括单片机、复位电路、晶振电路和ISP下载电路。单片机选择的是ATMEL公司生产的AVR系列高档8位单片机ATmega128。ATmega128完全兼容AVR的指令系统，具有高效的数据处理能力，能对位、半字节、字节、和双字节数据进行各种操作[14]。它具有两个全双工通用同步/异步串行收发器USART0和USART1。ATmega128单片机在测试系统中的作用是处理无线传感器节点传送的数据，并把数据上传到上位机。
串口0的数据收发端（RXD0、TXD0）和无线模块的数据收发端交叉相接。 接高电平，当系统上电复位时， 为低电平，此时器件进入SPI编程模式。单片机附近接了1uF的电容，目的是起到滤波的作用，减少外界的干扰。RXD1和TXD1分别是串口1的数据接收和发送引脚。外部晶振的输入引脚为XTAL1和XTAL2，频率选用了11.0592MHz，它和数据传输的波特率有直接的关系。在不同的工作模式下，波特率的计算公式也不同，具体可根据U2X位来选择。以本系统工作的模式，异步正常模式为例（正常模式对应的是倍速模式）。
BAUD=
其中Fosc是外部晶振频率，UBRR是USART口的波特率寄存器。当外部晶振频率为11.0592MHz，UBRR为71时，波特率是9600bps。选用频率为11.0592MHz的外部晶振可实现对数据的实时接收和可靠的通信。
复位电路的作用是在上电或复位的过程中使单片机保持复位状态，而不是在上电的瞬间或刚复位完毕就开始工作，防止单片机发出错误的指令、执行错误的操作。另外，单片机在启动的过程中，需要进行复位，以使系统的各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。