智能環(huán)境數據采集小車(chē)
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2．3 無(wú)線(xiàn)模塊
NRF24L01是NORDIC公司最近生產(chǎn)的一款無(wú)線(xiàn)通信通信芯片，采用FSK調制，內部集成NORDIC自己的Enhanced ShortBurst協(xié)議?？梢詫?shí)現點(diǎn)對點(diǎn)或是1對6的無(wú)線(xiàn)通信。無(wú)線(xiàn)通信速度可以達到2 M(bps)。工作在2．4 GHz世界通用ISM頻段。通過(guò)SPI協(xié)議與單片機進(jìn)行通訊，單片機只需4個(gè)IO口和一個(gè)外部中斷口就可操作此模塊。
SPI協(xié)議：SPI(Sedal Peripheral interface)串行外圍設備接口，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線(xiàn)。SPI是一個(gè)環(huán)形總線(xiàn)結構，通信以主從方式工作，這種模式通常有一個(gè)主設備和一個(gè)或多個(gè)從設備，需要至少4根線(xiàn)。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI(數據輸入)，SDO(數據輸出)，SCK(時(shí)鐘)，CS(片選)。其時(shí)序主要是在sck的控制下，兩個(gè)雙向移位寄存器進(jìn)行數據交換。SDO(MOSI)：主設備數據輸出，從設備數據輸入；SDI(MISO)：主設備數據輸入，從設備數據輸出；SCLK時(shí)鐘信號，由主設備產(chǎn)生；CS：從設備使能信號，由主設備控制。
2．4 溫濕度傳感器
溫濕度傳感器是系統中最重要的部分，需要響應速度快，采樣間隔短，分辨率高，誤差小。本設計選定DHT21數字溫濕度傳感器，這是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專(zhuān)用的數字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長(cháng)期穩定性。單片機通過(guò)IIC協(xié)議與傳感器通信，直接輸出數字量，無(wú)需轉換。精度高采樣間隔小，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)采樣。4針單排引腳封裝，與單片機連接方便。電路如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/192918.htm
IIC總線(xiàn)是由數據線(xiàn)SDA和時(shí)鐘SCL構成的串行總線(xiàn)，可發(fā)送和接收數據。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100 kbps。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線(xiàn)上，但就像電話(huà)機一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過(guò)程中，IIC總線(xiàn)上并接的每一模塊電路既是主控器(或被控器)，又是發(fā)送器(或接收器)，這取決于它所要完成的功能。CPU發(fā)出的控制信號分為地址碼和控制量?jì)刹糠?，地址碼用來(lái)選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類(lèi)；控制量決定該調整的類(lèi)別(如對比度、亮度等)及需要調整的量。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線(xiàn)上，卻彼此獨立，互不相關(guān)。
IIC總線(xiàn)在傳送數據過(guò)程中共有3種類(lèi)型信號，它們分別是：開(kāi)始信號、結束信號和應答信號。開(kāi)始信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數據。結束信號：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。應答信號：接收數據的IC在接收到8 bit數據后，向發(fā)送數據的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU向受控單元發(fā)出一個(gè)信號后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應答信號，CPU接收到應答信號后，根據實(shí)際情況作出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，判斷為受控單元出現故障。
DHT21數字溫濕度傳感器數據格式：
40 bit數據=16 bit濕度數據+16 bit溫度數據+8 bit校驗和(濕度高8位+濕度低8位+溫度高8位+溫度低8位)的末8位=校驗和
當溫度低于0℃時(shí)溫度數據的最高位置1。
3 軟件設計
3．1 小車(chē)程序流程圖
小車(chē)程序主要實(shí)現對控制臺控制信號接收和處理，控制電機轉動(dòng)。軟件設計中首先對無(wú)線(xiàn)模塊，溫濕度傳感器定時(shí)器等進(jìn)行初始化，然后用查詢(xún)的方式判斷是否接收到站臺指令，如果接收到對指令進(jìn)行判斷根據指令類(lèi)型控制小車(chē)行進(jìn)。小車(chē)程序流程圖如圖4所示。
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