基于Web與CC430F6127的通信電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2．1 數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集模塊需要采集通信電源的電壓、電流、溫度等參數(shù)，硬件電路如圖2所示。數(shù)據(jù)采集模塊由單片機(jī)CC430F6127(簡(jiǎn)稱F6127)控制，首先通信電源的電壓和電流分別通過(guò)霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，兩種傳感器的輸出均為電流信號(hào)，兩個(gè)傳感器輸出的電流分別經(jīng)過(guò)R1和R2采樣電阻后，在電阻兩端形成一個(gè)電壓降，由于電阻的一端接地，所以電阻的另一端VO即為轉(zhuǎn)化后的電壓信號(hào)；然后由AD7656采集采樣電阻R1和R2兩端的電壓，根據(jù)傳感器的變比即可求出輸入電壓和電流的幅值；F6127通過(guò)相關(guān)的算法可以求出電壓和電流的最大值和平均值等參數(shù)，將此數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/155987.htm
本系統(tǒng)采用的AD7656模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片是6通道同時(shí)采樣的16位逐次逼近型ADC，可以滿足高分辨率、多通道、高轉(zhuǎn)換速率和低功耗要求，主要應(yīng)用于電力監(jiān)控系統(tǒng)、儀器控制系統(tǒng)等。如圖2所示，AD7656的電源正電壓VDD為+12 V，電源負(fù)電壓VSS為-12 V，模擬電壓AVCC、邏輯電壓VDRIVE和數(shù)字電壓DVCC均為+5V。AD7656的STBY接VDRIVE，選擇正常模式；SER／PAR端口接地，選擇并行接口；W／B接地表示16位并行輸出；RANGE端口接地表示選擇輸入電壓范圍±10V；WR／REFEN／DIS接VDRIVE表示選擇內(nèi)部參考。單片機(jī)F6127的P0口作為并行數(shù)據(jù)口與AD7656的并行數(shù)據(jù)口DB0～DB15相連，P1．0端口與AD7656的BUSY相連，用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)換是否結(jié)束；P1．1端口與CONVST A、CONVST B和CONVST C 3個(gè)端口相連，控制AD7656同時(shí)采樣6路信號(hào)；P1．2端口與AD7656的讀信號(hào)RD相連作為讀取數(shù)據(jù)控制口；P1．3端口與AD7656的／CS端相連作為片選口；P1．4端口與AD7656的RESET端口相連作為重啟控制端口。
通信電源自身會(huì)產(chǎn)生熱量。它的溫度會(huì)影響電源的供電性能，實(shí)時(shí)測(cè)量通信電源的溫度對(duì)于更好的控制電源的供電起著十分重要的作用。本系統(tǒng)中采用DS18B20溫度采集芯片采集通信電源的溫度，DS18B20是一款高速度、高精度的溫度傳感器，其電源供電電壓為3．3 V；測(cè)量范圍為-55～+125℃；測(cè)量精度為0．5℃。在安裝溫度傳感器時(shí)，需要將DS18B20芯片盡可能地貼近通信電源。單片機(jī)CC430F5137的P1．5口與DS18B20的DQ口相連，用來(lái)控制DS18B20的讀寫(xiě)等操作。
2．2 RF無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸模塊
RF無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸裝置由CC430F6127單片機(jī)內(nèi)部集成的CC1101無(wú)線電收發(fā)器構(gòu)成。CC430F6127單片機(jī)是TI公司的MSP430F6xx系列MCU與低功耗RF收發(fā)器相結(jié)合的一款產(chǎn)品。在低功耗模式下可實(shí)現(xiàn)極低的電流消耗，采用電池供電的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可連續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)10年以上。微型封裝所包含的高級(jí)功能還可為創(chuàng)新型RF傳感器網(wǎng)絡(luò)提供核心動(dòng)力，可以向中央采集點(diǎn)報(bào)告數(shù)據(jù)。CC430F6127為16位超低功耗：MCU，系統(tǒng)支持最大時(shí)鐘頻率20 MHz，具有4 KB RAM、32 KB Flash、64個(gè)引腳、CC1101無(wú)線電，供電電壓范圍為1．8～3．6 V，正常工作模式消耗電流為160μA／MHz，LPM_3消耗電流為2．0μA～PM_4模式消耗電流為1．0μA。
CC430F6127單片機(jī)內(nèi)部集成的CC1101無(wú)線電收發(fā)器的RF頻率有3個(gè)范圍，分別是：300～348 MHz、389～464 MHz、779～928 MHz。根據(jù)TI提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)以及系統(tǒng)的要求，本系統(tǒng)的RF頻率設(shè)為433 MHz，數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度可以達(dá)到20字節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸速率為38．4 kbps，發(fā)送功率最大可以達(dá)到12．6 dBm。本系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控子網(wǎng)絡(luò)中心點(diǎn)的距離來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射功率的大小，以實(shí)現(xiàn)低功耗的目的。硬件電路如圖3所示。C CA30F6127的供電電壓為+3．3 V，RF外接晶振頻率為26 MHz，其中RF_N和RF_P為RF無(wú)線電收發(fā)器的接收，發(fā)射引腳。兩引腳外接電子器件和功率天線。
評(píng)論