基于DSP和nRF24L01的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
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2．2 無線發(fā)射部分
首先設(shè)置nRF24L01為發(fā)射模式(設(shè)置發(fā)射和接收節(jié)點地址)，使能自動應(yīng)答，配置自動重發(fā)次數(shù)，選擇通信頻率，配置發(fā)射參數(shù)，選擇通道0有效數(shù)據(jù)寬度，配置nRF24L01的基本參數(shù)以及切換工作模式；然后設(shè)置發(fā)射數(shù)據(jù)，啟動發(fā)射，發(fā)射完數(shù)據(jù)后會自動轉(zhuǎn)入接收模式接收應(yīng)答信號。
2．3 無線接收部分
首先設(shè)置接收模式(即寫接收節(jié)點地址)，使能自動應(yīng)答，通道0接收地址允許，選擇通信頻率，選擇通道0有效數(shù)據(jù)寬度，配置發(fā)射參數(shù)，配置nRF24L01的基本參數(shù)以及切換工作模式；然后啟動接收，130μs后開始檢測空中數(shù)據(jù)，若收到，則數(shù)據(jù)模塊會自動發(fā)射應(yīng)答信號。
2．4 數(shù)據(jù)采集部分
分站對溫度、光照、地址編號進(jìn)行采集，通過讀取I／O口得到地址編號的值，通過讀取A／D來獲得溫度、光照的最初值，經(jīng)過DSP處理后得到準(zhǔn)確的溫度、光度值。
2．5 數(shù)碼管顯示部分
程序以模擬串口的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示，過程為：取一字節(jié)數(shù)據(jù)，移一位數(shù)據(jù)到I／O口中，通過置位另一I／O口高低電平來模擬時鐘信號，即把數(shù)據(jù)一位一位地移到移位寄存器74LS164中，然后并行輸出到數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。
3 調(diào)試分析
3．1 系統(tǒng)板硬件部分調(diào)試
系統(tǒng)板硬件部分調(diào)試主要是萬用表檢查電路通斷情況，并測量部分關(guān)鍵引腳的電壓是否達(dá)到要求。
3．2 環(huán)境溫度測量調(diào)試
首先，把標(biāo)準(zhǔn)溫度計和熱敏電阻同時放入冰水混合液中，標(biāo)準(zhǔn)溫度計的示數(shù)為Y1，根據(jù)基礎(chǔ)表值探測點顯示為X1。接著，將它們放入沸水中，標(biāo)準(zhǔn)溫度計的示數(shù)為Y2，根據(jù)基礎(chǔ)表值探測點顯示為X2，得出比例系數(shù)K=(X2-X1)／(Y2-Y1)=2。最后，在沸水和冰水混合液之間的溫度內(nèi)，測得標(biāo)準(zhǔn)溫度Yi(i=3，4，…，30)和探測點顯示值Xi(i=3，4，…，30)共28組，從而得到近似比例系數(shù)K=2±0．5。再通過軟件部分進(jìn)行數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)，建立溫度數(shù)據(jù)表。最終，將溫度計和溫度傳感器置于同一環(huán)境下記錄測得的溫度值，如表1所列。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/150857.htm
3．3 環(huán)境光度測量調(diào)試
①將分站放置在燈光下，從最亮逐漸調(diào)暗，當(dāng)暗到人眼看字有些費力時，從LED數(shù)碼管上讀得的光度原始數(shù)據(jù)為195 lx。
②將分站放置在自然光下，用手遮擋光度傳感器，由亮到完全遮蔽，當(dāng)暗到幾乎無光線進(jìn)入時，從LED數(shù)碼管上讀得的光度原始數(shù)據(jù)為198 lx。
根據(jù)以上試驗結(jié)果，結(jié)合人們的習(xí)慣思維，在程序上進(jìn)行了一些設(shè)計。用195減去測得的原始數(shù)據(jù)，值小于等于零時顯示為零，光照越強(qiáng)顯示值越大。
3．4 無線通信調(diào)試
首先進(jìn)行分站單發(fā)送信息、主站單接收信息的調(diào)試，經(jīng)過一步步改進(jìn)，最終通信成功。然后再進(jìn)行主站、分站(即發(fā)送又接收信息)的調(diào)試，經(jīng)反復(fù)調(diào)試最終通信成功。
結(jié)語
本文介紹的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的控制采用TMS320LF2407實現(xiàn)。TMS320LF2407內(nèi)部資源豐富，既有A／D轉(zhuǎn)換器，又有SPI、SCI，省去了系統(tǒng)擴(kuò)展的麻煩；另外，I／O口比較多，內(nèi)部存儲空間較大，有利于系統(tǒng)功能擴(kuò)充。無線部分采用高度集成的nRF24L01器件，大大簡化了系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計，減小了體積，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。
經(jīng)試驗驗證，用編碼模塊可以設(shè)置分站的地址編號1～255，并能實時采集到周圍環(huán)境的溫度和光照數(shù)據(jù)，平均誤差控制在0．5℃以內(nèi)，溫度測量范圍在0～100℃，各項數(shù)據(jù)都能通過數(shù)碼管清晰地顯示出來。光的有無還可通過一個發(fā)光二極管顯示，有光時發(fā)光二極管滅，無光時發(fā)光二極管亮。主站能準(zhǔn)確無誤地?zé)o線接收分站數(shù)據(jù)，距離50 m左右仍能無線通信，但響應(yīng)較慢。該系統(tǒng)攜帶方便，價格低廉，可應(yīng)用到狹小的環(huán)境，可以隨意放置；此外，還可再接入其他傳感器，以測量更多的環(huán)境參數(shù)。
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