基于can总线灌区低功耗温湿度采集系统设计

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1、基于CAN总线灌区低功耗温湿度采集系统设计　　摘要：由于灌区自然环境恶劣，观测点多且布局分散。为了分析灌区水量调配对温湿度监测的需求，设计开发了一种基于CAN总线和MSP430单片机相结合的低功耗温湿度采集系统。温湿度信号采集采用SHT10数字温湿度传感器，通过SPI总线技术与控制器进行通信，并引进CAN总线通信技术实现终端数据的传输。相比其他总线技术，CAN总线具有抗干扰能力强、数据的传输速率高、传输距离远、可靠性及性价比高等优点。设计中拟采用Microchip公司生产带SPI接口的CAN控制

2、器MCP2515为CAN通信模块。关键词：CAN总线；MSP430单片机；SHT10；数据采集；低功耗中图分类号：TN911.7?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）03?0105?03DesignoftemperatureandhumiditydataacquisitionsystemwithlowpowerconsumptionforirrigatedareabasedonCANbusXUYan，QUBao?peng（ShaanxiInstituteofTechnolo

3、gy，Xi’an710300，China）9Abstract：Duetotheharshnaturalenvironmentinirrigatedarea，therearemanyobservationpointsandthedistributionisscattered，toanalyzetherequirementsofwaterallocationfortemperatureandhumiditymonitoring，atemperatureandhumiditydataacquisiti

4、onsystemwithlowpowerconsumptionbasedonthecombinationofCANbusandMSP430microcontrollerisdesignedanddeveloped.ThetemperatureandhumiditysignaliscollectedbyusingSHT10digitaltemperatureandhumiditysensor，andcommunicateswiththecontrollerthroughSPIbustechnolo

5、gy.CANbuscommunicationtechnologyisintroducedtorealizetheterminaldatatransmission.Comparedtootherbustechnologies，CANbushastheadvantagesofstronganti?interferenceability，highdatatransmissionrate，longtransmissiondistance，highstabilityandlowprice.CANcontr

6、ollerMCP2515withSPIinterfaceoftheMicrochipisadoptedasCANcommunicationmoduleinthedesign.Keywords：CANbus；MSP430singlechip；SHT10；dataacquisition；lowpowerconsumption90引言灌区内作物的良好生长发育依赖于适宜的温湿度条件，合适的温湿度变化能够为灌区作物提供充足的能量促进其健康生长。因此，在灌区内对温湿度进行适时准确的测量具有重要意义。由于灌区

7、自然环境恶劣，观测点多且布局分散，而CAN总线具有抗干扰能力强、数据的传输速率高、传输距离远、可靠性及性价比高等优点。因此，设计开发一种基于CAN总线的低功耗温湿度测量系统，采用美国TI公司生产的低功耗MSP430单片机作为核心处理器，以瑞士Sensirion公司推出的新一代基于CMOSensTM技术的数字式温湿度传感器SHT10对温湿度进行采集处理，通过CAN总线稳定地将采集的数据传输到通用计算机上，进行进一步的数据处理和分析。1系统组成整个系统包括观测节点单元、CAN适配卡及上位机三部分。灌

8、区温湿度采集系统总体设计如图1所示。图1温湿度采集系统结构框图9其中观测节点单元系统设计结构如图2所示，其包括温湿度传感器模块、主控单元以及CAN通信模块。观测节点单元由微控制器MSP430F169控制，采集处理温湿度传感器的数据并通过CAN通信模块进行数据传输；通信模块包括CAN控制器MCP2515和CAN收发器PCA82C250，负责通过MCP2515与MSP430F169进行基于CAN总线上的数据发送和接收。图2观测节点单元结构框图2硬件结构设计2.1温湿度测量本设计选用表面贴片式湿度传感