作者 吴绍聪 许路 上海大学(上海 20072)
*2017“罗姆杯”上海大学大学生立异规划大赛最佳构思奖
摘要： 以搭载罗姆小无线的驱鼠器为根底，总述了小无线设备在农业物联网中的运用优势，要点介绍了根据ML7345C的超声波驱鼠设备的遥控计划。
1 驱鼠物联网规划
驱鼠物联网首要由三层组成，上层为监控、操控中心;中层为小无线传输网络，担任上基层信息交游;基层为驱鼠履行设备，直接担任物理驱鼠。
驱鼠器首要由六个部分构成：操控单元、电源办理、超声波逆变电路、驱鼠喇叭和物联网无线通讯模块。
操控单元首要为LAPIS的ML620Q504H单片机，这款16位的微功耗操控器有着丰厚且功用强大的外设功用，能超卓地完结整个体系的操控使命。程序首要担任和谐各部分的模块作业，一是对电源体系进行办理操控，因为其他模块需求单片机进行操控作业，所以操控单元先行上电，在这里运用MCU操控继电器，从而操控给其他模块上电，操控单元还设置有维护机制，当发生过压或过流时，维护断电、避免程序跑飞运用MCU的内部看门狗等;二是运用MCU内部高性能的PWM发生器发生互补的PWM驱动信号，经过在中止中改动PWM模块内部寄存器的值，然后在不同的周期输出不同占空比的操控波形，经往后级驱动电路操控桥臂，一起，在这里运用软件内部给互补的PWM波形加上死区时刻来维护，避免呈现直通;三是经过UART与无线通讯模块进行信息交互，设置好与模块符合的通讯要求(例如波特率、中止位等)作为接纳时，运用外部中止呼应模块要求，并在串口中止中把要接纳的数据逐个保存，明确要求指令后做出及时处理，即将发送数据存储至缓冲区后，进行发送操作，先拉低无线模块的唤醒脚，激活无线模块，然后将体系收集信息(电压电流温度等)经过小无线传至上位机。原理图如图2所示。
电源办理模块供给24 V、5 V双路独立电源，5 V电源为体系操控电路电源，24 V为正弦波逆变器电源。超声波逆变电路选用单相桥式电路拓扑，如图3所示。挑选罗姆公司低通态电阻MOSFET管 RSD200N05 以减小功率器材开关损耗，IR2110为MOSFET专用驱动芯片。
逆变电路选用指定谐波消除法来生成正弦波[2]，指定谐波消除法经过式(1)对单极性指定谐波消除法输出波形进行傅里叶打开，再经过式(2)中对单极性模型中输出波形的直流重量、余弦重量以及正弦偶次重量进行化简后得出各个谐波的计算公式，在此次单极性调制中，消除3、5、7、9次谐波，即令A3、A5、A7、A9等于0，计算出对应5个开关角a1=23.1019、a3=33.7381、a5=47.7118、a7=68.4834、a9=76.4669，依照开关角来驱动MOS管，这样能够将输出谐波面向11次，再由后级LC滤除高次谐波，得到杰出的正弦波逆变器输出电压波形及谐波散布如图4所示。
物联网无线通讯模块选用罗姆公司GSMD-7345C模块，ML7345C模块运转功耗低、传输间隔远，经过UART串口与操控单元衔接，担任信息中转。
驱鼠喇叭选用大功率的超声波喇叭，频率改变规模20 kHz～50 kHz，最大输出功率100 W。
2 ML7345C模块
该驱鼠器借由ML7345模块，模块搭载着ML7345C芯片，加上外围电路，能够长间隔进行无线通讯。模块选用干流的GFSK调制，窄带载波，抗搅扰能力强，模块接口选用串口通讯，其作业形式分为两种：待机形式和作业形式，待机形式为低功耗形式，需进行唤醒转换到作业形式才干正常与其他模块进行通讯，可拉低WK引脚或榜首帧数据包唤醒，或许模块作为接纳时主动唤醒，一旦模块内部定时器超时，模块主动进入到低功耗状况，以侦听的方法检查是否有数据承受。模块经过指令设置模块参数，包含4种波特率、25个信道挑选、发射功率等，设置指令需指定格局以及附加CRC16校验码。图5为接纳唤醒流图。
3 定论
物联网驱鼠能够成为农区鼠害的一种有用处理方法，其大功率交变电压带动超声波喇叭，能对鼠类形成严峻搅扰，且非常适用于人烟稀少、区域开阔的农区。 加上低功耗、远间隔可传输的ML7345C模块，可完成长途遥控、信息收集，构成驱鼠物联网，对鼠类进行围追堵截。
参考文献：
[1]王兆安,刘进军.电力电子技能[M].北京:机械工业出版社,2009:2.
[2]徐超.特定谐波消除技能中方程组快速求解研讨[D].东北电力大学,2007.
[3]ROHM.FEUL620Q504H-01[EB/OL].http://www.lapis-semi.cn/cn/data/user's%20manual-file_db/miconlp/FEUL620Q504H-01.pdf, 2015.
[4]ROHM.rsd200n05fra-e[EB/OL].http://www.rohm.com.cn/web/china/datasheet/RSD200N05FRA/rsd200n05fra-e., 2017.
[5]ROHM.rb051lam-40tr-e[EB/OL].http://www.rohm.com.cn/web/china/datasheet/RB051LAM-40/rb051lam-40tr-e., 2017.
本文来源于《电子产品世界》2018年第7期第38页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
