基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的巖土工程應(yīng)力監(jiān)測(cè)解決方案

　　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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)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(jì)放大、保持電路，將形變量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。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(lì)電壓，ε為應(yīng)變片形變量，A為信號(hào)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(hào)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(gè)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(dá)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(gè)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(chǔ)存器。在訪問過程中，接收來自處理器的時(shí)鐘信號(hào)和片選信號(hào)，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(jì)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(yùn)用異步通信模式向GPRS模塊寫入AT命令，以達(dá)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(jī)的連接通過將傳感器的輸出端連接到單片機(jī)上相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道接口。