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基于MSP430無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

作者:李立早 時(shí)間:2014-11-27 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:  摘要:本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了以MSP430單片機(jī)為核心控制器的無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)。該無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)采用LX1971可見光傳感器作為照度探測(cè)器,采用MSP430G2553作為控制核心,并通過NRF24L01無線通訊模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。實(shí)驗(yàn)表明,該無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)能準(zhǔn)確地測(cè)量相應(yīng)環(huán)境的光照強(qiáng)度,并具有低功耗的特點(diǎn)。   引言   照度計(jì)是測(cè)量環(huán)境光照強(qiáng)度的一種測(cè)量?jī)x器。通常采用的照度計(jì)多為手持式,市場(chǎng)上常見如臺(tái)灣泰仕、美國(guó)福祿克以及優(yōu)利德等品牌。手持式照度計(jì)具有精度高、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),但當(dāng)被測(cè)環(huán)境面積較大時(shí),

  2.2 無線通信功能模塊設(shè)計(jì)

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/266059.htm

  在G2553完成對(duì)光照的強(qiáng)度采集之后,將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊由其通過無線方式發(fā)送給監(jiān)控中心。NFR24L01無線通信模塊具有發(fā)射、接收、待機(jī)和掉電四種模式。在收發(fā)模式下,通常采用增強(qiáng)型ShockBurstTM發(fā)送方式。將采集到的光照強(qiáng)度信息送入NFR24L01片內(nèi)的FIFO(先入先出)堆棧區(qū),再通過天線高速發(fā)射出去。采用這種方式,可以低速數(shù)據(jù)傳輸速率和射頻設(shè)備高速發(fā)射間的沖突,所有與射頻協(xié)議相關(guān)的高速信號(hào)處理都由NFR24L01完成。單片機(jī)對(duì)NFR24L01模塊控制流程圖如圖8所示。

  NFR24L01在待機(jī)模式下功耗較低,而且采集的數(shù)據(jù)也并不需要實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)射,因此在該模塊的設(shè)計(jì)中也盡量考慮將低功耗特點(diǎn)融入其中。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí),將CPU設(shè)置為休眠模式,NFR24L01芯片處于待機(jī)模式,直到有數(shù)據(jù)需要發(fā)送再喚醒這兩片芯片,進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。

  3 系統(tǒng)測(cè)試

  測(cè)試環(huán)境選擇為圖書館閱覽室大廳,時(shí)間選擇為下午5點(diǎn)至6點(diǎn)之間。黃昏時(shí)分,光照強(qiáng)度變化較為明顯,同時(shí)圖書館閱覽室大廳面積將近200平米,各處采光情況不等,便于模擬室內(nèi)大面積光照強(qiáng)度測(cè)試要求。在測(cè)試過程中,不啟用人工照明情況下,選擇六個(gè)測(cè)試點(diǎn),分別放置六個(gè)無線節(jié)點(diǎn),對(duì)各點(diǎn)光照強(qiáng)度情況進(jìn)行測(cè)量。各節(jié)點(diǎn)按設(shè)計(jì)要求,每隔2分鐘測(cè)試一次,并將測(cè)試結(jié)果通過跳頻通信方式發(fā)送給監(jiān)控中心,測(cè)試結(jié)果如圖9所示。

  從測(cè)試結(jié)果來看,整個(gè)無線系統(tǒng)能測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)照度的變化情況,并能將數(shù)據(jù)完整傳輸給監(jiān)測(cè)中心,雖然部分采樣點(diǎn)存在波動(dòng)情況,但仍能反應(yīng)光照變化趨勢(shì)。在后期的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)無線動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試,采用可調(diào)光源照明情況下,照度計(jì)能進(jìn)行連續(xù)測(cè)量,同時(shí)示數(shù)成線性變化趨勢(shì)。

  4 結(jié)語

  基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念,本文設(shè)計(jì)了一套無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)采用Mircosemi公司的作為可見光,采用TI公司的G2553作為核心控制器,采用Nordic Semiconductor公司的nRF24L01芯片構(gòu)成無線數(shù)據(jù)通信模塊。經(jīng)測(cè)試表明,該無線照度節(jié)點(diǎn)能完成對(duì)室內(nèi)環(huán)境光照強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)工作,并具有體積小、功耗低、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。

  參考文獻(xiàn):
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