溫室中無(wú)線(xiàn)執行器節點(diǎn)的設計
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2.2 無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片nRF905
nRF905是挪威Nordic 公司的產(chǎn)品，是真正的單片無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器，工作在433/ 868/915MHz 的ISM 頻段。它由頻率合成器、功率合成器、晶體振蕩器和調制器組成，外圍元件少，不用外加聲表面振蕩器，天線(xiàn)可采用PBC 環(huán)形天線(xiàn)或單端鞭狀天線(xiàn)，發(fā)射功率最大為10dBm，接收靈敏度為-100dBm。
nRF905 采用Nordic 公司的VLSI ShockBurst 技術(shù)。ShockBurst 技術(shù)使nRF905 能夠提供高速的數據傳輸而不需要昂貴的高速MCU 來(lái)進(jìn)行數據處理/時(shí)鐘覆蓋。通過(guò)將與RF 協(xié)議有關(guān)的高速信號處理放到芯片內，nRF905 提供給應用的微控制器一個(gè)SPI 接口，速率由微控制器自己設定的接口速度決定。在ShockBurst RX 模式下，地址匹配(AM)和數據就緒(DR)信號通知MCU 一個(gè)有效地地址和數據包已經(jīng)各自接收完成。在ShockBurst TX 模式下，nRF905 自動(dòng)產(chǎn)生前導碼和CRC 校驗碼，數據準備就緒(DR)信號通知MCU 數據傳輸已經(jīng)完成?？傊?，這意味著(zhù)降低MCU 的存儲器需求也就是降低MCU 成本，同時(shí)又縮短軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。
nRF905 有兩種活動(dòng)(RX/TX)模式和兩種節電模式?；顒?dòng)模式為ShockBurst RX 和ShockBurst TX。節電模式為掉電和SPI 編程、Standby 和SPI 編程。nRF90 工作模式由TRX_CE、TX_EN、PWR_UP 的設置來(lái)設置，如表1 所示。
3 無(wú)線(xiàn)執行器節點(diǎn)結構與設計
溫室環(huán)境參數的控制是由后臺管理系統通過(guò) Internet 發(fā)送控制命令到匯聚節點(diǎn)，再由匯聚節點(diǎn)通過(guò)多跳傳輸到無(wú)線(xiàn)執行器節點(diǎn)，由無(wú)線(xiàn)執行器節點(diǎn)根據控制命令來(lái)控制相應的控制對象。無(wú)線(xiàn)執行器節點(diǎn)主要有LM3S1968 微控制器、光照強度控制、通風(fēng)控制、溫度控制、灑水控制、CO2 濃度控制、施肥控制和nRF905 無(wú)線(xiàn)收發(fā)等模塊，如圖2 所示。
3.1 LM3S1968 與nRF905 的電路設計
LM3S1968 提供了兼容SPI 的2 個(gè)SSI 接口，故可以將LM3S1968 中的一個(gè)SSI 接口設置成SPI 接口形式，從而方便與nRF905 進(jìn)行數據傳輸。除了SPI 接口與LM3S1968 連接外，nRF905 還有一些引腳需要與LM3S1968 連接，這些引腳是：TX_EN 引腳為T(mén)X 和RX 模式選擇、TRX_CE 引腳為使能芯片發(fā)射或接收、PWR_UP 引腳為芯片上電、uPCLK 引腳為由晶體振蕩器分頻的輸出時(shí)鐘、CD 引腳為載波檢測、AM 引腳為地址匹配、DR 引腳為接收或發(fā)射數據完成，它們分別與LM3S1968 的引腳PE3、PE2、PE1、PE0、PF5、PF7 和PG6連接，如圖3 所示。其中，在nF905 工作前，由LM3S1968 通過(guò)引腳PE1 發(fā)出高電平信號給nF905 上電，之后通過(guò)PE2 和PE3 發(fā)出TRX_CE 和TX_EN 信號來(lái)確定nF905 的工作模式。LM3S1968 通過(guò)PF5、PF7 和PG6 來(lái)接收nF905 的狀態(tài)信號，從而LM3S1968 確定后續工作。
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