基于MSP430F5438單片機(jī)的無線環(huán)境檢測系統(tǒng)設(shè)計

環(huán)境監(jiān)測是指通過對影響環(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。隨著科技的不斷進(jìn)步，特別是計算機(jī)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(jī)和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式，實現(xiàn)f無線環(huán)境的檢測。本文中設(shè)計了一個無線環(huán)境檢測系統(tǒng)，以MSP430F5438單片機(jī)為控制核心，實際制作一個終端和2個節(jié)點，終端能從節(jié)點獲取節(jié)點的環(huán)境溫度和光照信息，并且節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)的功能。整個系統(tǒng)采用OOK調(diào)制方式，收發(fā)都使用一個天線，終端發(fā)射信號時。

　　將欲傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^串口輸出的電平控制本振的開斷從而實現(xiàn)OOK調(diào)制，后級使用丙類功放發(fā)射，接收端節(jié)點將天線上的信號進(jìn)行放大，然后倍壓檢波，通過自適應(yīng)比較器解調(diào)出數(shù)據(jù)，最后再向終端回傳環(huán)境信息。

　　1 總體方案設(shè)計

　　在整個系統(tǒng)的設(shè)計過程中，終點和節(jié)點都需要一個主控芯片進(jìn)行處理。主芯片選用MSP430F5438系列單片機(jī)。在信號調(diào)制方面采用了OOK(On.Off Keying)調(diào)制方案。在高頻功放方面，采用了分立元件自制戊類放大器使用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(shè)計思想足由檢測終端發(fā)起一次信息阿步傳輸，所有的節(jié)點根據(jù)自己的編號在不同的時隙發(fā)送信息，中繼節(jié)點自行搜索判斷。通過一系列的選擇和設(shè)汁，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)整體方案框圖

　　系統(tǒng)以MSP430F5438單片機(jī)作為終端和節(jié)點的主控芯片，光照探測由光敏電阻來實現(xiàn)，溫度可由單片機(jī)內(nèi)部自帶的溫度傳感器得到。，數(shù)據(jù)的調(diào)制、接收采用串口通信，使用I/O口來控制天線的收發(fā)模式。

　　2 系統(tǒng)的理論分析與計算

　　2.1 發(fā)射機(jī)的電路分析與設(shè)計

　　本地振蕩采用lO.7 M諧振器以及74HC00構(gòu)成的皮爾斯振蕩器，同時通過門級電路還可以增大對后級丙放的驅(qū)動功率，而串121也可以通過與非門來調(diào)制信號。

　　實際測量5圈，直徑為3.4 em的線圈，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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