基于MSP430F5438单片机的无线环境检测系统设计
复给终端的信息后,在本阶段自己的时隙内发送中继请求,目的ID为监听到的节点中的任意一个,由选中的节点在下一个信息同步发送阶段代替自己发送信息给终端。
![](../img/eep/emb/emb-110312jionao424v.jpg)
图3数据帧格式
为了克服各个节点定时不够精确的问题,需在每个帧之间加入保护间隔,在本协议中设计为发送一个字节的时间。
即发送一帧数据需要5个字节的时间。因此可以计算得到满足要求最低的波特率。按照最坏情况计算,一共需要256×3A“时隙,每个时隙由5个字节之间,每个字节10个位,所以波特率大于:
这里为了留出余量设置为9 600 bps。
3 电路设计与软件设计
3.1 发射电路分析与设计
在发射电路中(见图4),我们选用74HC00,可在3 V电压下工作,74HC()o实现了lO.7 MHz的载波产生,信号调制,功放驱动为一体。功放的额定输出功率是0.1 w。
3.2 接收电路设计
接收电路见图5。接收机的前端采用了限幅电路,一个很小的电容(22 pF)后面接2个方向相反的二极管到地。这样就保证了在收发天线很近的时候,接收到的电压被限制在0.25 V。
控制收发的开关电路是有2个反向串联的1N4148和一个4.7mH电感串联一个5。6k电阻到单片机的I/O口。
![](../img/eep/emb/emb-11032tvtrgkfe020.jpg)
图4发射电路
![](../img/eep/emb/emb-110331vvnrn2afhc.jpg)
图5接收电路
3.3 工作流程图
监测终端的软件重要任务就是发送同步信号,等待探测节点返回的数据。并在液晶上显示出来。探测节点的任务是定时采集数据,并在收到同步信号或者监测到其它节点的时候发送数据,并在收到中继请求后提供中继服务。图6和图7便是终端软件和节点软件的流程图。
![](../img/eep/emb/emb-11034pzalwvbvhqg.jpg)
图6终端软件流程
![](../img/eep/emb/emb-110353ado1up4qun.jpg)
图7节点软件流程
4 测试方法与数据
测试条件为:终端供电5 V。室温为26 qc。下面进行的是终端节点通信距离的测试。
终端、节点放置在同一水平面,在保证两天线对准的情况下,将距离分别设为1 em,9 cm。将节点A和B分别放在终端两侧,距离为10 cm,测试温度,光照,编码预置功能。测试结果如表1(均有预置编码的功能,探测延迟3 s)。
表1测试记录
![](../img/eep/emb/emb-11036nehpvbmkjld.jpg)
下面进行的是中继节点转发测试。
将终端与节点A的距离没为50 cm,两者不能正常通信,将节点B插入到两者中间,测试终端是否能够正常识别2个节点,然后将A,B 2个节点互换,测试足否能正常识别。测试结果如表2所示。
![](../img/eep/emb/emb-11037mownefx3ssf.jpg)
再次测试最大转发距离,当A作为转发节点时,最大转发距离为66 cm,当B作为转发节点时,最大转发距离为80 em。
最后进行的是节点功耗测试。
保持D1+I)2=50 cm。测试转发节点测试。
实测发现,2个节点都作为中继的时候,最大的电流时3 mA,平均电流在2.4 mA。
5 测试结果分析
温度、光照测量:温度由于采用芯片内集成温度传感器,可采用温度计对温度准确度进行测试。经过算法补偿,在23~40℃的范围内,温度准确度在2℃以内。终端与节点的通信距离最远町达35 cm。节点实现r中继转发的功能。节点的电流非常小,在3 mA以内。
检测系统 设计 环境 无线 MSP430F5438 单片机 基于 相关文章:
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