基于MSP430F5438單片機的無(wú)線(xiàn)環(huán)境檢測系統設計

環(huán)境監測是指通過(guò)對影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測定，確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢。隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，特別是計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境檢測由經(jīng)典的化學(xué)分析向儀器與計算機和網(wǎng)絡(luò )相結合的方式，實(shí)現f無(wú)線(xiàn)環(huán)境的檢測。本文中設計了一個(gè)無(wú)線(xiàn)環(huán)境檢測系統，以MSP430F5438單片機為控制核心，實(shí)際制作一個(gè)終端和2個(gè)節點(diǎn)，終端能從節點(diǎn)獲取節點(diǎn)的環(huán)境溫度和光照信息，并且節點(diǎn)能夠實(shí)現中繼轉發(fā)的功能。整個(gè)系統采用OOK調制方式，收發(fā)都使用一個(gè)天線(xiàn)，終端發(fā)射信號時(shí)。

　　將欲傳輸的信息通過(guò)串口輸出的電平控制本振的開(kāi)斷從而實(shí)現OOK調制，后級使用丙類(lèi)功放發(fā)射，接收端節點(diǎn)將天線(xiàn)上的信號進(jìn)行放大，然后倍壓檢波，通過(guò)自適應比較器解調出數據，最后再向終端回傳環(huán)境信息。

　　1 總體方案設計

　　在整個(gè)系統的設計過(guò)程中，終點(diǎn)和節點(diǎn)都需要一個(gè)主控芯片進(jìn)行處理。主芯片選用MSP430F5438系列單片機。在信號調制方面采用了OOK(On.Off Keying)調制方案。在高頻功放方面，采用了分立元件自制戊類(lèi)放大器使用NEC公司的產(chǎn)品2SC3355做功放管。最后確定通信協(xié)議方案選擇，設計思想足由檢測終端發(fā)起一次信息阿步傳輸，所有的節點(diǎn)根據自己的編號在不同的時(shí)隙發(fā)送信息，中繼節點(diǎn)自行搜索判斷。通過(guò)一系列的選擇和設汁，整個(gè)系統的結構設計如圖1所示。

　　圖1 系統整體方案框圖

　　系統以MSP430F5438單片機作為終端和節點(diǎn)的主控芯片，光照探測由光敏電阻來(lái)實(shí)現，溫度可由單片機內部自帶的溫度傳感器得到。，數據的調制、接收采用串口通信，使用I/O口來(lái)控制天線(xiàn)的收發(fā)模式。

　　2 系統的理論分析與計算

　　2.1 發(fā)射機的電路分析與設計

　　本地振蕩采用lO.7 M諧振器以及74HC00構成的皮爾斯振蕩器，同時(shí)通過(guò)門(mén)級電路還可以增大對后級丙放的驅動(dòng)功率，而串121也可以通過(guò)與非門(mén)來(lái)調制信號。

　　實(shí)際測量5圈，直徑為3.4 em的線(xiàn)圈，在lO.7 MHz下測量得到電感量為1.553 uH，Q值為156。在lO.7 MHz時(shí)的損耗電阻為：

　　得到r=0.669，所以在并聯(lián)諧振下等效電阻為：

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