无线流速监测系统的研究与实现.pdf

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1、．电气与自动化·王斌儒，等·无线流速监测系统的研究与实现无线流速监测系统的研究与实现王斌儒，司海瑞，张乐年(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)摘要：综述了用于实时监测水流速度的无线控制系统的研究与实现，着重对sTc12LE5608AD单片机和CCll01高性能射频收发器的硬件电路和软件编程的要点予以介绍，最终以整个系统的成功调试作为检验。关键词：STC12LE5608AD单片机；CCI101无线模块；通信协议中图分类号：TP277文献标志码：B文章编号：1671—5276(2014)05—0206—05R

2、esearchonWirelessFlowMonitoringSystemandImplementationWANGBin．ru．SIHai．rui．ZHANGLe—nian(ColegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics．Nanjing210016．China)Abstract：Thispaperexpatiatesthestudyandimplementationofwirelessmo

3、nitorsystemforreal—timemonitoringthevelocityofwa—terflowandfocusesa~entionontheintroductionofhardwarecircuitandsoftwareprogrammingofSTC12LE5608ADMCUandCCl101highperformanceRFtransceiver．Thewholesystemisrunandtestedsuccessfully．Keywords：STCl2LE5608ADMCU：CC1101wir

4、elessmodule；communicatingprotocol0引言嚣传统水流速度监测系统因传输线路的限制，在实际监测应用中有着诸多约束。例如，监测系统成本高、系统电路复杂、数据传输距离短、传输速度慢，以及系统的实时性和稳定性差等。本课题通过对STC12LE5608AD低功耗单片机和TI(TexasInstruments，美国德州仪器公司)的CC1101高性能射频收发器的研究，实现无线流速监测系统。相对于传统系统，该系统的性价比有重大提升。该系统主要分为两部分：主控部分和测试部分(图1fb1主控部分(a)所示)。主

5、控部分由上位机(Pc机)、STC12LE5608AD增强型低功耗单片机和CCI101无线数据收发模块组成(图1(b)所示)；测试部分由STC12LE5608AD、CCI101无线模块和水流速度传感器组成(图1(C)所示)。其中上位机监控软件是基于VC6．0MFC与SQL数据库开发而得。fc)测试部分STC12LE5608AD是宏晶科技推出的增强型8051内核的图1系统组织结构框图单周期MCU．其低功耗工作模式和内部集成的8路高速l0位ADC在由电池供电时更具优越性。CCI101是TI推出的一款低于1GHz高性能射频收发

6、器．其极低功耗和高1系统关键技术稳定性使其成为本监测系统无线数据收发芯片的首选。流速传感器为南京水利科学研究院研发的光电式旋桨流1．1流速计算速传感器，其旋桨叶轮直径分为12mm和15mm两种，旋桨反光面采用先进电镀工艺，耐磨损，信号强，线性度好，光电式旋桨流速传感器的工作原理是，将旋桨传感器放入水流测试点，在水流的作用下旋桨转动，其转速正比测速范围广。于水流速度。旋桨的旋转运动转换为电脉冲后，经放大整形．由STCl2LE5608AD的计数器计数。通过计数器记录作者简介：王斌儒(1988一)，男，山东青州人，硕士研究生

7、，发展方向：单片机与嵌入系统。http：／／ZZHD．chinajourna1．net．caE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·电气与自动化·王斌儒，等·无线流速监测系统的研究与实现单位时间转动次数，换算成流速值。流速计算公式为：工作时CC1101为从机，STC单片机为主机。单片机与V=KN／T+C[]CC1101的CSN引脚、MOSI引脚、SCK引脚、MISO引脚相式中：流速，em／s：连的I／O口设置为输出，用来完成片选、主机数据输入、传感器率定系数：SPI时钟信号

8、与收发控制，如图4所示。SPI接口上所有卜传感器流速基数：数据传送都是始于MSB2]．数据传送均以一个头字节卜设定的采样时间．S：(Headerbyte)开始，包含一个读写位(R／wbit)，一个突发采样时间内的传感器旋桨转数(对单反光面(Burstaccess)访问位和6位地址位(A5～A0)，整个接口旋桨而言。若对双反光面旋桨