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基于MSP430单片机的小气候采集系统

时间:05-18 来源:互联网 点击:

机是美国德州仪器公司推出的16位超低功耗单片机,端口P1-P6都可以使用位寻址方式,P1和P2口所有8个位都具有外部中断处理、输入/输出、外部模块功能。这些功能都可以通过它们各自的7个控制寄存器的设置来实现,P3、P4、P5和P6没有中断能力,丰富的端口使其可以连接多个外围设备,60kB的FLASH和2kB的RAM使程序的编写具有更高的灵活性,等待方式工作电流为0.7μA,RAM保持的节电方式工作电流为0.1μA,4kHz模式时工作电压为2.2V,电流为3μA,1MHz模式时工作电压为2.2V,电流为160μA。特有的低功耗和唤醒模式使单片机的能耗更低。内部采用I2C通信模式减少电路间的连线,减小了电路板的尺寸,另外内部集成了看门狗、时钟模块、定时器、液晶驱动模块、硬件乘法器、模数/数模转换模块,极大地丰富了单片机的功能,所以MSP430单片机被广泛用于工业控制、智能化的仪器仪表计算机外部设备等高端领域。

3 通信部分
3.1 系统自检测
由于本系统需要长期在野外独立工作,系统内加入了自检测程序。开机后系统进行自检测,如检测不通过设备会自动复位,通过后进入初始化。判断是否有按键输入,如没有则根据所设定的时间进行信息采集和存储,结束后系统再次进行自检测,通过后系统进入休眠模式。按键输入可唤醒系统采集实时信息并显示,结束后系统再次进行自检测。通过多次的系统自检测保证系统具有良好的稳定性。
3.2 数据传输
3.2.1 发送流程分如下几步
(1)当微控制器有数据要发送时,通过SPI接口,按时序把接收机的地址和需要发送的数据传送给RF950,SPI接口的速率在通信协议和期间配置时确定;
(2)控制器置高TRX_CE和TX_EN,激发RF905的ShockburstTM发送模式;
(3)RF905的ShockburstTM发送:
●射频寄存器自动开启;
●数据打包(加字头和CRC效验码);
●发送数据包;
●当数据发送完成,数据准备好引脚被置高;
(4)AUT0_RETRAN被置高,RF905不断重发,直到TRX_CE被置低;
(5)当TRX_CE被置低,RF905发送过程完成,自动进入空闲模式。
数据发送流程图如图3。

3.2.2 数据接收流程
(1)当TRX_CE为高、TX_EN为底时,RF905进入ShockburstTM接收模式;
(2)650us后,RF905不断监测,等待接收数据;
(3)当RF905检测到同一频段的载波时,载波检测引脚被置高;
(4)当接收到一个相匹配的地址,AM引脚被置高;
(5)当一个正确的数据包接收完毕,RF905自动移去字头、地址和CRC校验位,然后把DR引脚置高;
(6)微控制器把TRX_CE置低,RF905进入空闲模式;
(7)微控制器通过SPI口,以一定的速率把数据移动到微控制器内;
(8)当所有的数据接收完毕,RF905把DR引脚和AM引脚置低;
(9)RF905此时可以进入ShockburstTM接收模式、ShoekburstTM发送模式或关机模式。数据接收流程图如图4。

4 结论
基于单片机和传感器网络技术,开发了用于农业环境信息采集与传输装置。经实验检测,本系统能准确测量作物的生长环境,并对农田小气候进行模拟,实现了可靠的生长环境信息采集系统,对水稻等农作物的生长环境实现系统的监控,具有重要的实践意义。作为手持设备使用时由于传感器具有优良的特性,保证了测量的精度,极大地提高了测量效率,有很强的实用价值。

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