1、导言
关于环境信息收集是很遍及的,可是将收集的信息怎么传输便是要害,传统的体系都是用有线的办法,不只要铺设线路,并且不方便,可移植性差。跟着无线技能的不 断开展,无线在各个领域中的运用也不断添加,经过嵌入式体系,用无线的方法完结数据的收集和传输是最好的处理办法,不只简化了施行的难度,并且本钱相对较低。
本文首要是以C51单片机为操控中心,用无线接纳发射设备来完结环境数据收集体系。
2、体系意图
规划并制造一个无线环境监测模仿设备,完结对周边温度和光照信息的勘探。该设备由1个监测终端和不多于255个勘探节点组成(实践制造2个)。监测终端和勘探节点均含一套无线收发电路,要求具有无线传输数据功用,收发共用一个天线。
勘探节点有编号预置功用,编码预置规模为00000001B~11111111B。勘探节点可以勘探其环境温度和光照信息。温度丈量规模为0℃~100℃,绝对误差小于2℃;光照信息仅要求丈量光的有无。勘探节点选用三节1.5V干电池串联,单电源供电。
监测终端用外接单电源供电。勘探节点散布示意图如图1所示。监测终端可以别离与各勘探节点直接通讯,并能显现当时可以通讯的勘探节点编号及其勘探到的环境温度和光照信息。
每个勘探节点添加信息的转发功用,节点转发功用示意图如图2所示。即勘探节点B的勘探信息,能主动经过勘探节点A转发,以添加监测终端与节点B之间的勘探间隔D+D1。该转发功用应主动识别完结,无需手动设置,且勘探节点A、B可以交换方位。
3、计划规划与证明
3.1、计划规划
计划一:选用at89s52单片机,无线发射选用运用LC振动器,无线接纳选用超外差电路,硅光片,DS18B20,8位拨码开关。
计划二:选用at89s52单片机,无线发射选用运用声表器材,无线接纳选用超再生电路,硅光片,DS18B20,8位拨码开关。
3.2、计划证明:
(1)无线发射电路挑选
早 期的发射机较多运用LC振动器,频率漂移较为严峻。声表器材的呈现处理了这一问题,其频率安稳性与晶振大体相同,而其基频可达几百兆乃至上千兆赫兹。无需 倍频,与晶振比较电路极端简略。以下图电路为常见的发射机电路,因为运用了声表器材,电路作业十分安稳,即便手抓天线、声表或电路其他部位,发射频率均不 会漂移。所以明显,发射选用运用声表器材的电路。
图3 无线发射设备
(1)无线接纳电路挑选
接 收机可运用超再生电路或超外差电路,超再生电路本钱低,功耗小可达100uA左右,调整杰出的超再生电路灵敏度和一级高放、一级振动、一级混频以及两级中 放的超外差接纳机差不多。可是,超再生电路的作业安稳性比较差,挑选性差,然后降低了抗干扰才能。下图为典型的超再生接纳电路。
尽管超生差优势许多,可是依据实践运用,大都一般的无线传输选用超再生电路,首要是因为超生差本钱比较高,所以本体系终究仍是选用超再生电路。
图4 无线接纳设备
3.3、规划计划总结:
经过剖析,终究挑选了计划二,尽管不是最佳计划,可是总体上现已契合了这个体系的要求,从本钱上来说,计划二更好。
4、体系规划与完结
4.1、硬件电路规划
4.1.1、操控单元电路规划
运用AT89C51单片机,因为各个模块独立,需求用电池供电,因为该单片机的正常作业电压是5V,所以三节电池的4.5V电压可以满意其正常作业。外部接一个12MHZ的晶振。
因为需求编码,所以用一个8位拨码开关,运用该单片机的P1口来进行操作,刚好可以完结256种。
4.1.2、无线收发电路规划
接纳发射各需求一个引脚,用P0口可以满意。选用315MHZ频率的晶振作为载波的频率。
图6 无线收发设备与单片机衔接电路
4.1.3、温度收集电路规划
温度收集用DS18B20,直接完结数字的收集。
4.2、体系软件规划
一切的操控都是由单片机完结,所以单片机要进行操控和数据处理两项操作。
图7 勘探节点流程图
图8 检测节点流程图
4.3、体系测验
无线传输频率可选高频315MHz,示波器显现传输作用很好;单片机晶振我选的是12MHz,我测得12MHz对无线收发有必定的影响。无线传输时,因为是电池供电,所以在安稳上仍是短缺一点,在加上%&&&&&%对电源进行操控时,作用有所改进。
经过以上的体系测验改进,小车能完结要求。
5、结束语
结合我选定的各种模块,经过软件编程与硬件的彼此和谐,我现已彻底完结了规划的要求。本体系的难点首要在于对无线收发的电路的处理。还有便是无线收发的规矩上。经过对本体系的规划和完结,尽管体系依然有缺乏,可是深入了解了无线通讯的完结。