危險品倉庫的復合無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)設計
加入技術(shù)交流群
1．2．2 溫濕度傳感器
本課題選用瑞士Sensirion生產(chǎn)的SHT75溫濕度傳感器，這是一款數字式傳感器，具有體積小、功耗低的特點(diǎn)。該傳感器包括一個(gè)電容式聚合體測濕元件和一個(gè)能隙式測溫元件，并與一個(gè)14位的A／D轉換器以及串行接口電路在同一芯片上實(shí)現無(wú)縫連接。該芯片通過(guò)兩線(xiàn)制的串行接口與微處理器通信。SHT75芯片和微處理器的連接電路如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/162265.htm
1．2．3 CO2傳感器
本課題選用Telaire公司的6004型CO2傳感器，該傳感器具有以下特點(diǎn)：功耗低、壽命長(cháng)、測量范圍廣、精度高、響應時(shí)間快、數字量輸出。輸出的數字量通過(guò)TXD、RXD接口連接到微處理器的MOSI、MISO接口。6004和微處理器的連接電路如圖4所示。
將以上單元電路組合，即完成了復合傳感器的硬件設計。更多的傳感器可以根據類(lèi)似的方法進(jìn)行添加，本文不再闡述。
1．3 微處理器及無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元設計
本課題選用TI公司的CC2430芯片來(lái)控制整個(gè)復合傳感器節點(diǎn)的工作和數據傳輸。CC2430芯片保持了CC2420所包括的卓越射頻性能，包括超低功耗、高靈敏度、出眾的抗噪聲及抗干擾能力。它所包含的MCU為增強型單周期8051微控制核，另外還包括了許多強大的外設資源，如DMA、定時(shí)器／計數器、8～14位ADC、USART、21個(gè)可編程I／O引腳等。它的時(shí)鐘源可以選取外部晶振或內部RC振蕩器。本課題采用兩個(gè)外部晶振，工作時(shí)鐘選用7．372 8 MHz晶振；實(shí)時(shí)時(shí)鐘選用32．768 kHz晶振。
CC2430無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊核心部分是CC2420射頻收發(fā)器，該射頻收發(fā)器符合2．4 GHz IEEE 802．15．4標準，擁有104 dB鏈路預算，-101 dB的接收靈敏度和3 dB的傳輸功率，片內發(fā)送數據和接收數據的緩沖為128字節，正好滿(mǎn)足IEEE 802．15．4協(xié)議規定的最大幀長(cháng)度127字節的要求，發(fā)送時(shí)需要加2字節的CRC16校驗碼。
微處理器及無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元硬件原理圖如圖5所示。本課題對于模擬部分設計，為了降低其他部分的干擾，提高RF性能，需要采取抗干擾措施。例如，模擬電源輸入端增加磁珠或電感；濾波用的電容要盡量靠近芯片。
另外，要注意阻抗匹配，CC2420射頻輸入／輸出匹配電路主要用來(lái)匹配芯片的輸入／輸出阻抗，使其輸入輸出阻抗為50 Ω，同時(shí)為芯片內部的PA及LNA提供直流偏置。
1．4 電源單元設計
電路采用電池供電方式，電源電路如圖6所示。其中的低壓差線(xiàn)性調壓器(LDO)選用LM1117芯片，該芯片可提供4個(gè)固定電壓輸出(1．8 V、2．5 V、2．85 V、3．3 V)，具有電流限制和熱保護功能。電池提供的5～9 V電壓經(jīng)過(guò)LDO降壓后電壓穩定輸出3．3 V供應給整個(gè)系統使用，D1用來(lái)指示電源供電情況。
評論