论文_《无线环境监测模拟装置》

《论文_《无线环境监测模拟装置》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、无线环境监测模拟装置摘要:本文介绍了一种用于对环境信息进行实时监测的无线环境监测模拟装置的设计方法,系统运用了传感器技术、通信技术和单片机技术,实现了对环境温度、光照度等数据的准确测量，温度分辨率达0.0625℃，能够实时地与单片机进行无线通信并可靠传输,产品成本低廉，监测灵敏度高，满足对环境参数实时监测的要求，经试验，该装置探测时延不大于5s的条件下，使探测距离D+D1超过50cm，体现了传感器系统数字化、智能化、无线化的优点。关键词：环境参数采集、无线传感器系统、温度、光照1方案比较与设计1.1控制电路方案比较与选择：方案1：采用通用的51单

2、片机作为主控器，完成数据处理，键盘扫描，显示部分的控制等。但51单片机没有AD转换，需外接AD芯片来转换采集到的电压信号，使电路的硬件、软件变得复杂。方案2：采用STC89C51RC单片机，该单片机在本设计方案中具有以下优点：1、只需提供3.8～2V的电压；2、工作频率范围：0～40MHz,相当于普通8051的0～80Hz，实际工作频率可达48MHz；3、用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节；4、低功耗，宽电压范围，抗干扰能力强；5、共有3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当做2个8位定时器使用；比较上述

3、2种方案，方案2电路简单、软件简洁、功能强，本课题中我们采用方案2。1.2显示电路方案比较与选择：方案1：采用数码管显示，成本低、亮度高、醒目。但在显示较多的项目时，硬件电路复杂，功耗大。方案2：采用1602LCD液晶屏显示，显示内容较多，方便组合，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强，调用方便简单，而且可以节省了软件中断资源。课题中需要同时显示温度，光照等信息等，要求显示内容丰富。比较上述2种方案，方案2电路简单、显示信息量大、能很好的满足题目要求，我们采用方案2。1．3无线收发模块的选择无线数据传输被广泛应用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网

4、络、无线数据通信、机器人控制、数字音频、数字图像的传输等领域中。方案1：采用用DF无线数据收发模块。DF无线发射模块通讯方式为调频AM，工作频率为315MHz，为ISM频段，发射频率<500mW。DF超再生式接收模块通讯方式为调频AM，接收灵敏度高，用示波器观察输出波形干净，抗干扰能力强。系统中为保证稳定，采用芯片PT2262,PT2272M4进行数据编解码，由于数据传输量较小，而且传输频率达315MHz，与题目要求不符合，因此我们放弃了此方案。方案2：TX-2/RX-2B是一对专用的发射接收大规模集成电路，工作电压为1.5～5.0V，CMOS结

5、构保证了极低的功耗，外围元件少，发射接收能力强，适用于低频电路应用，符合本课题低功耗的要求，因此我们选择此方案。1.4时钟模块的选择方案1：采用MCU的定时器进行软件编程实现。考虑到MCU的资源很紧缺，而且大量的中断必然会影响定时的准确性，编程难到加大，因此放弃此方案。方案2：采用专用时钟芯片DS1302。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的

6、时钟信号或RAM数据。具有主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力，长时间保证时钟正常，因此采用此方案。1.5温度模块方案1：采用AD590。AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，精度很高，但需要辅助的AD转换电路以及进行软件的校正，增加了线路的复杂程度，此方案不可行。方案2：采用DS18B20作为测温电路的温度传感器。DS18B20的数字温度输出通过1-Wire总线，又称为“一线”总线（1-Wire是一种独特的数字信号总线协议，它将独特的电源线和信号线复合在一起，仅使用一条口线；每个芯片唯一编码

7、，支持联网寻址、零功耗等待等，是所需硬件连线最少的一种总线），这种独特的方式，可以使多个DS18B20方便地组建成传感器网络，为整个测量系统的建立和组合提供了更大可能性。它在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面比其他温度传感器有了很大的进步，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。DS18B20直接输出数字温度值，不需要校正，因此选择此方案。1.6方案设计与论证1.6．1整体电路组成电路部分主要有：温度检测电路，光检测电路，控制电路，显示电路，无线传输检测电路，创新部分电路等模块组成。1.6．2总体电路组成框图图1总体电路组成框图2电路

8、设计、理论分析与计算2.1主要电路模块的分析计算与设计根据要求设计制作无线传输载波频率低于30MHz，调制方式自定。监测终端和探测节点不