图6 无线收发模块的硬件电路图
无线通信协议定义如下：nRF401之间通信数据包共24B，其格式为：
起始码LEAD(2)+目的地址(1)+源地址(1)+数据包ID(1)+指令类型TYPE(1)+日期DATE(5)+数据有效长度LENGTH(1)+数据DATA(10)+CRC校验码(2)
其中括号内的数字为所占用的字节数。
于是就可以很方便的把以上系统的数据包格式定为：
LEAD1=55H，是引导码；
LEAD2=0AAH，是引导码；
ADD1是数据要传送的终止地址；
ADD2是数据包的始发地址；
TYPE是数据包的命令字节，由此确定数据包的类型，包括立即采样、定时上传等；
DATE是日期，包括年、月、日、时、分；
LENGTH是为数据包的有效字节的长度；
DATA是数据包字节；
CRC是校验字节。
由于在系统中无线通信的频率采用433.92MHz作为通信载波频率，主机采用扫描的方式采集从机的数据，它们之间的数据交换方式如图数据交换框图7所示。
图7 数据交换的原理框图
为了使CPU能够处理其他事情，该监测系统的单片机数据采集部分采用了分时处理事件的方法进行控制。它通过日历
时钟芯片DS1302将一天的时间分成有效的若干段，分时进行数据采集与无线通信，这样就可以使系统顺利工作。另外，为了使系统可靠的工作，还采取了一些软件抗干扰措施。
给水控制器的软件设计
软件采用分段模糊PID自适应控制算法，可以让用户宽范围的选择PID自适应参数，适应宽泛对象的惯性高精度的快速调节，系统参数的设定简单易懂，使控制器控制变频器拖动多泵进行恒压给水。使控制对象的响应速度和超调范围实现优化。Fuzzy-PID控制方法采用查表法，提高了运行速度，缩短了调解时间，改善了被控过程的动态、稳定性能，提高了系统的抗干扰能力。
当水位连续变化时，水位传感器信号也不断变化，由此测量值和水位设定值进行比较。得出其误差值，经采样和A/D转换，送入模糊控制器，模糊控制器的输出量加到变频器的控制信号端，去控制电动机，从而改变进水量，保持水位在允许范围内波动，如图8所示。
图8 模糊PID控制原理图
结语
本文设计了一种智能模糊控制器，对系统的动态性能和稳态精度都有较好的改善作用。尤其是采用了nRF401无线收发芯片，实现了与上位机通信，使用方便。模糊控制算法保证了系统可根据运行情况自动修正参数，对系统结构变化或随机干扰有较好的自适应性。