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1、摇2014年2月宇航计测技术Feb.,2014第34卷摇第1期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.34,No.1試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2014)01-0067-04摇摇摇摇中图分类号:TP393摇摇文献标识码:A低功耗环境监测系统设计与实现12石伟峰摇魏摇炜(1.海军驻航天二院军事代表室,北京100039;2.北京无线电计量测试研究所,北京100039)摇摇
2、摘摇要摇以单片机MSP430F149为控制核心,辅以温度传感器、光敏传感器、无线收发模块和LCD液晶显示器等,实现了对环境温度和光信息的测量。该系统由一个监测终端和2个探测节点组成,均含有一套无线收发电路实现传输数据功能,监测终端实时显示当前能够通信的探测节点编号及探测到的环境温度和光照信息。经实验测试,该系统功耗小,使用方便。摇摇关键词摇环境监测摇无线通讯摇低功耗DesignandRealizationofLow鄄powerEnvironmentalMonitorSystem12SHIWei鄄feng摇WEIWe
3、i(1.MilitaryRepresentativeOfficeoftheNavy'sAerospaceSecondInstitution,Beijing100039;2.BeijingInstituteofRadioMetrologyandMeasurement,Beijing100039)摇摇Abstract摇TheMCUMSP430F149isusedascoreinthesystem,andthethermometer,photosensi鄄tivesensor,wirelessmoduleandLCDdi
4、splayareusedtoo.Themeasureoftemperatureandlightisreal鄄izedbythissystem.Thesystemismadeofoneterminalandtwonodes,andallofthemcontainasuitofwirelessmoduletotransmitdata.Theserialnumberofnodesandcurrenttemperatureandilluminationcanbeobservedontheterminal.Thesystem
5、islow鄄powerandusedexpedientlythroughtest.摇摇Keywords摇Environmentalmonitor摇Wirelesstransmission摇Low鄄power1摇引摇言2摇系统化总体设计随着计算机技术、传感器技术和网络技术的发2.1摇主控制器的比较与选择展,依靠手动方式获取环境信息已远远不能满足发方案一:采用89C51系列单片机作为主控器,目展的需要,通过对近年来环境监测系统的调查分析,前89C51系列单片机技术比较成熟,应用广泛,外围数字化环境监测系统目前正在向远程
6、无线控制方向模块丰富,价格也相对低廉,但是功耗很大,运算速度发展,为此,本文提出了一种远程无线环境监测系统低,且运算功能单一,但仅有两种低功耗方式:待机方的设计与实现方案。式和掉电方式,不能满足本系统的设计需求。方案二:采用可编程逻辑器件CPLD作为控制·68·宇航计测技术摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014年摇器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能,体积小,方案三:采用LM75A温度数据采集器。LM75A稳定性好,IO资源丰富,采用并行的输入输出方式,测温范围在-55益~125益,在-25益~100益范围内系
7、统的处理速度高,适合作为大规模实时系统的控误差小于依2益,分辨率高达0.125益,抗干扰能力制核心。但本系统不需复杂的逻辑功能,对数据处强,在关断模式下消耗的电流仅为3.5滋A,可实现超理的速度要求也不高,因此放弃该方案。低功耗。[1]方案三:采用TI公司的MSP430F149单片机,经过比较,LM75A完全满足系统要求,超低功该单片机采用16位RISC结构,低电压供电,运算功耗,故选择方案三。能十分强大,超低功耗,支持五种省电模式,活动模式2.4摇光敏传感器的选择下,电流消耗仅200uA左右,待机模式下电流消耗约
8、方案一:采用光敏电阻。光敏电阻是利用光电2uA左右,掉电模式下仅0.1uA,远远低于其他型号效应的工作原理,电阻随入射光强弱而改变的电阻单片机。具有高达60KB的flash,48个I/O口,其外器,用于光的测量,控制与光电转换。围模块丰富,方便扩展。而且体积小,抗干扰能力强,方案二:采用光敏三极管3DU5C。光敏三极管支持在线调试,完全符合系统设计需求。具有
