低功耗无线风压监测系统设计

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1、CENTRALSOUTHUNIVERSITY本科生毕业论文（设计）题目低功耗无线风压监测系统设计学生姓名指导教师学院专业班级完成时间目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1研究背景11.1.1列车制动原理11.1.2列车的试风11.2研究现状21.2.1列车试风的历史21.2.2列车试风的发展21.2.3无线风压监测系统的意义41.3关键技术的发展及研究现状41.3.1压力传感器与检测41.3.2嵌入式单片机51.3.2无线通信61.4本设计研究内容及安排6第二章总体设计82.1无线风压

2、监测系统的结构82.2设计需求分析与主要器件选型9本章小结11第三章模块电路设计123.1压力传感器及其调理电路123.1.1风压传感器原理123.1.2传感器供电电路133.1.3传感器调理电路153.2控制电路设计163.2.1单片机的选择163.2.2MCU接口电路设计183.3数据存储和实时时钟193.4无线通信模块203.4.1ZigBee介绍203.4.2MSP430与CC2420的接口电路223.5电源模块24本章小结25第四章软件设计流程及性能评估264.1程序流程图264.2低

3、功耗管理设计及性能评估284.2.1低功耗管理284.2.2系统功耗估算及性能评估29本章小结31第五章总结与展望325.1总结325.2展望33致谢34参考文献35附录：系统总电路原理图37摘要传统的列车制动试风测试由工作人员携带对讲机和机械压力表到列车尾部的指定位置量取压力，然后通过对讲机向中心口述报告测量情况，观察结果不能存储备查。为提高列检试风设备技术水平，适应长大列车列检试风作业要求，需要研制开发列车试风尾部智能风压实时监测系统。这对于加强列检安全监控，确保行车安全，适应列车提速重载有

4、着重要的意义。本文以MSP430为控制器设计了一种低功耗实现风压数据无线监测系统。分析了系统低功耗设计的一般原则和实现方法，并结合实际应用需求，从系统的硬、软件方面进行了针对性的低功耗设计。系统外围扩展了FLASH存储器以增强系统存储实测数据的能力、提供了实时时钟芯片以便于对实时数据记录和查询。无线传输使用CC2420集成无线通信模块。本文根据任务要求，设计了一种低功耗列尾无线风压监测系统，该系统能满足铁路的性能要求，采用智能电源管理，具有很低的功耗，同时可以无线传送风压数据。该系统满足铁路需要

5、的同时也能工作在其它工业现场。关键词：列车试风，风压监测，低功耗，MSP430，CC242078ABSTRACTTraditionally，therearairpressuredataoftrainairtestinginrailwaystationisfetchedmanuallybymechanicalmanometerandreportedtomonitoringcenterbyintercom.Theairpressuredatacouldnotbepreservedandthetest

6、ingisnotbeimplementedautomatically．Inordertoimprovetheairbraketestingontrain，itisnecessarytodevelopanintelligentrearairpressurereal-timemonitorsystem，whichissignificanttoenhancingthesafetyoftraininspection，ensuringthesafetyoftraindrivingandadaptingfo

7、rraisingspeedandloadingheavily．ThisthesisdesignsaportabletrainairpressuredataacquiringandrecordingdevicebasedonMSP430．Thethesisgenerallyanalyzestheprincipleandimplementationaboutultra-lowpowerdesign．Theultra-lowpowerdesigningontherequirementofthesyst

8、emisachievedinthethesis．Inthesystem，oneflashmemoryisaddedtoenhancethedatastoragecapabilityandonereal—timeICissuppliedforcheckinguphistorydata．WirelesstransmissionusingCC2420integratedwirelesscommunicationmodule.Thethesisaccordingtothetaskrequirements