高精度低功耗的无线数字水位传感器智能变送器.pdf

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1、2013正仪表技术与传感器2013第6期InstrumentTechniqueandSensorNo．6高精度低功耗的无线数字水位传感器智能变送器刘红乐，马福昌(太原理工大学，教育都新型传感器与智能控制重点实验室，山西太原030024)摘要：设计了一种基于WAP300C的高精度低功耗的无线数字水位传感器变送器的实施方案，该设计选用16位A／D转换器的低功耗MSP430F2013为核心控制器，采用WAP300C作为无线收发装置，它主要是为了解决引黄工程中暗渠接线难、更换能源不方便的问题，具有结构简单、精度高、功耗低，使用方便的特点。关键词：引黄工程；无线数字水位变送器；M

2、SP430F2013；WAP300C；高精度低功耗中图分类号：TP212．6文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)06—0013—03High-precisionLow-powerConsumptionWirelessDigitalLevelSensorSmartTransmitterLIUHong．4e，MAFu-．chang(MinistryofEducationKeyLabofAdvancedTransducersandIntelligentControlSystem，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030

3、024，China)Abstract：Thispaperintroducedaspecificimplementationplanofhi·-precisionlow—powerconsumptionwirelessai~allevelsensortransmitterbasedonWAP300C．ThedesignusedMCUMSP430F2013whichhasamulti·,channel16一bitA／Dconverterasthecorecontroller，andWAP300Caswirelesstransmittersandreceivers．Itism

4、ainlytosolvetheproblemofhardwiringandineon—venientreplacementenergyinYellowRiverDiversionProjectculvert，andwithsimplestructure，highprecision，lowpowercon—sumption，easytouse．Keywords：YellowRiverDiversionProject；wirelessdigitallevelsensortransmitter；MSP430F2013；WAP300C；high·precisionlow-pow

5、erconsumption0引言(2)因为悬空的引脚会增大芯片的静态电流，所以将不用引黄人晋中水位的检测相当重要，可以预防一些灾情的发的引脚接地或高电平；生。近年来，太原理工大学马福昌教授成功研制了感应式数字(3)所有集成电路都选用低功耗芯片，尽量使用贴片的且水位传感器(专利ZL96110735．9)，该传感器采用数字化直接减少外围元器件的使用。取样的信号采样方式，不再采用传统的模拟量检测方法，没有l-2系统的原理框图模糊数据。克服了温度、空气压强、电场、磁场等环境分布参数智能变送器主要由信号处理电路、电源电路、微控制器、无的影响，可在复杂的水文环境下稳定运行，如在黄河

6、泥沙量高线传输模块组成。原理框图如图1所示。的环境下可以稳定运行，提高了检测的准确性、可靠性，经现场试验，运行良好uJ。目前的水位传感器采用的都是有线的变送器，这样就造成了很多的不便，也不经济。而且由于隧洞是封闭的，GPRS由于信号不好，且能耗过高不适合使用，针对此种状况，设计了这款低功耗的无线的智能变送器。为了降低变送器的系统功耗，必须在设计中解决好微功耗问题，这就要从单片机的选择、单片机的设计与使用、外部电路设计以及电源供电和软件设计等方图1系统的原理框图面综合考虑J。1．3核心电路设计1系统硬件设计单片机核心电路设计如图2所示。单片机选用MSP430F2013，1

7、．1系统微功耗设计MSP430F2013是一款高性能的16位微控制器j。它具有超低功为了降低功耗，主要采取了以下措施：耗，有2KB+256BFlash存储器和128BRAM，14脚超小封装(1)选择的主控单片机体积小，功耗低而且具有睡眠功能，(3SSOP)。其功耗是一般单片机的1／5，特别适合于手持设备，在可以使系统大部分时间都处于睡眠状态；1．8—3．6V电压、32768Hz的时钟条件下，耗电电流在0．1～400之间(因工作模式不同而不同)。MSP430F2013单片机内部具收稿日期：2012—07—20收修改稿日期：2013一O1—1