傳感器在筆記本防盜器中的應(yīng)用

現(xiàn)在通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算人為移動(dòng)引起的az : 隨意從桌上拿起筆記本,重復(fù)10 次,記錄短距離10 cm) 所用時(shí)間。得到10 組數(shù)據(jù)如表1 所示。

利用表中的數(shù)據(jù)可計(jì)算平均用時(shí)(單位: s) 為:t = (0. 25 + 0. 24 + 0. 23 + 0. 22 + 0. 22 + 0. 23 +0. 20 + 0. 28 + 0. 30 + 0. 28) / 10 = 0. 245位移公式如式(1) :

式中: s , v0 , a 均為z 軸上的向量。根據(jù)前文分析, s =10 cm; v0 = 0 m/ s ; t = 0. 245 s。據(jù)式(1) 可計(jì)算出a ≈3. 332 m/ s2 , 約為0. 340 g ,即為az 。為了降低誤報(bào)率和最大程度識(shí)別人為移動(dòng)PC ,把閾值折衷定為0. 20 g。

2 　硬件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)只有2 個(gè)節(jié)點(diǎn),因此網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建具有簡(jiǎn)單、迅速等特點(diǎn),而且文章首次提出“隨用隨建”的概念。

2. 1 　節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Chipcon 公司推出的單片、多頻段、低功耗、超高頻射頻芯片CC1010。芯片采用0. 35 μmCMOS 技術(shù)制成,內(nèi)嵌高性能的8051 微控制器、33 通道10 位ADC、4 個(gè)定時(shí)器、2 個(gè)PWM、2 個(gè)UART、SPI及26 個(gè)通用I/ O 等。

2. 1. 1 　CC1010 與天線間的RF 收發(fā)電路的設(shè)計(jì)

RF 收發(fā)部分的電路如圖2 所示。

圖2 　RF 收發(fā)部分的電路

圖中, C31 為輸入匹配電容, L32 為輸入匹配電感,同時(shí)L32 還用于阻止直流偏置信號(hào)的輸入; C41 、C42 和L41 共同實(shí)現(xiàn)發(fā)射輸出電路的匹配。通過(guò)CC1010 內(nèi)部的發(fā)射/ 接收開(kāi)關(guān)電路,使得收發(fā)器通過(guò)同一個(gè)50 Ω 的天線進(jìn)行發(fā)射/ 接收操作。L1 , C8 和C9 組成一個(gè)低通濾波器,用以濾除高頻諧波,并且增加了頻率的選擇性,其阻抗為50 Ω。元器件參數(shù)既可以按照CC1010datasheet 上所給的值,也可利用Chipcon 公司的SmartRF Studio 軟件得到。

2. 1. 2 　CC1010 與加速度傳感器的接口電路設(shè)計(jì)

本無(wú)線采集系統(tǒng)采用了Freescale 公司最新推出的一款低成本、單芯片、三軸加速度傳感器MMA7260。該微型電容式加速傳感器融合了信號(hào)調(diào)理、單極低通濾波器和溫度補(bǔ)償技術(shù),提供了4 種加速度測(cè)量范圍,分別為±1. 5 g , ±2 g , ±4 g 和±6 g?？紤]到前文將閾值定為0. 2 g ,故設(shè)置參數(shù)將測(cè)量范圍定為±1. 5 g。在CC1010 與MMA7260 的接口中,首先要考慮噪聲問(wèn)題。因?yàn)镸MA7260 內(nèi)部采用了開(kāi)關(guān)電容濾波器, 有時(shí)鐘噪聲產(chǎn)生, 所以需要在MMA7260 的XOU T ,YOU T 和ZOU T 三個(gè)輸出端分別接RC 濾波器;其次要考慮電壓匹配問(wèn)題,由于x , y , z 軸方向的電壓輸出是0. 45～2. 85 V ,CC1010 的ADC 最大輸入范圍是0～V DD 。此處,V DD = 3. 3 V ,其范圍恰好在ADC的輸入范圍之內(nèi), 所以不用考慮額外的分壓電阻。CC1010 和MMA7260 的接口電路如圖3 所示。R31 / C31 , R41 / C41 , R51 / C51 用于濾除MMA7260 內(nèi)部采樣的開(kāi)關(guān)噪聲,GS1 ,GS2 用于量程選擇。

圖3 　CC1010 與加速度傳感器的接口電路