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。

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。

图4发射电路

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。

图6终端软件流程

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

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。

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。