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基于集成溫度傳感器的有源電子標簽設(shè)計策略

作者: 時間:2010-04-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是近年來開始興起并逐漸走向成熟的一種自動識別技術(shù)。該技術(shù)以非接觸式、存儲容量大、識別速度快、距離遠、可多卡識別等優(yōu)點而得到了越來越廣泛的應用[1]。隨著RFID技術(shù)成熟與RFID標簽成本的下降,逐步呈現(xiàn)一些具有實際應用價值的發(fā)展趨勢,其中之一是RFID與相結(jié)合[2]。目前在礦井生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中,普遍是用電纜線傳輸采集到的值,而電纜線很容易被拉脫、拉斷、擦破,從而引起電火花觸發(fā)瓦斯而引發(fā)礦難。把與RFID技術(shù)結(jié)合起來,不僅可以進行自動識別,而且可以形成一種串行數(shù)據(jù)采集無線傳輸?shù)姆绞?,使得整個檢測裝置體積很小,并且省去了大量的布線工作。該裝置可以安裝在礦工的頭盔上,利于實時監(jiān)測,減少了實際測溫中的干擾,使其可靠性及精度有了很大的提高[3]。
本文從硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩方面闡述了溫度的研發(fā),該通過調(diào)試,能夠穩(wěn)定可靠地檢測到溫度值,并且進行無線通信。
1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及工作過程
在硬件結(jié)構(gòu)上,溫度傳感器的主要由無線射頻模塊、天線、微控制器(MCU)、傳感器、電源模塊組成。其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180890.htm


當電子標簽上電后,首先對無線射頻模塊及傳感器進行初始化,完成射頻芯片中的射頻收發(fā)器的收發(fā)地址、收發(fā)頻率、發(fā)射功率、無線傳輸速率、無線收發(fā)模式以及CRC校驗的長度和有效數(shù)據(jù)長度等信息的設(shè)置,然后微控制器把傳感器定時采集到的數(shù)據(jù)通過通信接口發(fā)送給射頻芯片,射頻芯片再通過發(fā)射模式發(fā)送出去[4]。
1.1 片上芯片CC2430
CC2430包含了1個高性能2.4 GHz的直接序列擴頻(DSSS)射頻收發(fā)器核心和1個工業(yè)級小巧高效的8051控制器,在單個芯片上整合了射頻(RF)前端、內(nèi)存和微控制器。它具有以下特點:(1)使用1個8位MCU(8051),具有32/64/128 KB可編程Flash和8 KB的RAM;(2)極高的接收靈敏度和抗干擾性能;(3)具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保持能力;(4)只需極少的外接元件;(5)電流消耗小(當微控制器內(nèi)核運行在32 MHz時,Rx為27 mA,Tx為25 mA),特別適合要求電池壽命非常長的應用[5]場合。
1.2 溫度傳感器DS18B20簡介
DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的單線式數(shù)字溫度傳感器,它具有3引腳TO-92小封裝體積,其不銹鋼外殼封裝形式可以防水防潮,適合惡劣的現(xiàn)場溫度檢測,其溫度測量范圍為-55℃~+125℃,可編程為9位~12位A/D轉(zhuǎn)換精度,測溫分辨率可達0.062 5℃[6]。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。


1.3 DS18B20與CC2430接口的
溫度傳感器DS18B20與芯片CC2430的硬件連接非常簡單,如圖3所示。由于它將地址線、數(shù)據(jù)線和控制線合為一根雙向串行傳輸?shù)男盘柧€,可以單獨控制,因此只需占用CC2430的1根I/O線。


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