基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的巖土工程應(yīng)力監(jiān)測解決方案
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GPRS模塊選用SIMCOM 300，它具有支持AT命令控制、RS232、TTL電平雙模式控制等優(yōu)點，十分有利于系統(tǒng)的應(yīng)用。
JTAG接口主要用于下載、調(diào)試程序，USB接口可實現(xiàn)與計算機直接通信。
1.1.2 數(shù)據(jù)采集模塊
傳感器：本系統(tǒng)選用了傳統(tǒng)貼式應(yīng)變片，通過設(shè)計放大、保持電路，將形變量轉(zhuǎn)換成電信號。應(yīng)力數(shù)據(jù)采集部分將應(yīng)變片黏貼于橋梁模型上，輸出電壓為：
式中ε為應(yīng)變片電橋激勵電壓，ε為應(yīng)變片形變量，A為信號調(diào)理電路放大倍數(shù)。在本文所用橋梁模型中，輸出電壓信號范圍為1 V～2 V。
傳感器電路圖如圖3所示。
1.2 硬件連接
CC2420在通信中主要使用SFD、FIFO、FIFOP和CCA 4個引腳說明通信狀態(tài)。SFD引腳表明是否在接收或發(fā)送數(shù)據(jù)幀；FIFO在接收中指示接收緩沖器中是否有數(shù)據(jù)；FIFOP用于指示接收數(shù)據(jù)的上限到達或者完整地接收幀；CCA用于查看信道是否為空。
CC2420與MSP430的連接非常方便。只需要使用SFD、FIFO、FIFOP和CCA 4個引腳表示收發(fā)數(shù)據(jù)狀態(tài)；而處理器通過SPI接口與CC2420交換數(shù)據(jù)、發(fā)送命令。SPI接口由CSn、SI、SO和SCLK引腳組成。處理器通過SPI接口訪問CC2420內(nèi)部寄存器和儲存器。在訪問過程中，接收來自處理器的時鐘信號和片選信號，并在處理器的控制下執(zhí)行輸入/輸出操作。在本方案設(shè)計中，MSP430處于主模式，CC2420處于從模式。
MSP430與SIM300的硬件連接通過RX、TX和GND三線連接。處理器用USART0串行通信口通過此三線運用異步通信模式向GPRS模塊寫入AT命令，以達到控制其發(fā)送短信的目的。具體硬件連接圖如圖4所示。
傳感器與單片機的連接通過將傳感器的輸出端連接到單片機上相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道接口。
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