有源電子標簽低功耗防沖突協(xié)議設計

引 言
錨固技術是巖土加固工程的主要方法，目前己廣泛應用于礦山、鐵路、水利水電、地質等系統(tǒng)的隧道、邊坡、山體加固等工程中。但巖土加固工程屬隱蔽工程，在施工過程中的管理和監(jiān)督較為困難，目前國內在驗收時無法對錨桿的嵌入深度、錨桿注漿量和注漿壓力等重要工程質量參數(shù)進行檢測，無法對工程質量進行客觀的評價。為了解決質量驗收檢測問題，本文提出對錨桿注漿工藝在線檢測記錄和后續(xù)驗收讀取的有源電子標簽解決方案。

1 有源電子標簽的硬件設計
有源電子標簽主要由控制電路、射頻電路以及天線和電池組成。有源電子標簽設計的難點在于低功耗和防碰撞算法的實現(xiàn)。由于有源電子標簽需要內置電池給控制電路和射頻電路供電，為了達到延長使用壽命的目的，它對低功耗要求非常高，所以控制芯片和射頻芯片的選型至關重要。本設計中，控制芯片選用Atmel公司的低功耗單片機ATmega48，射頻芯片選用Hope公司的RFM12S低功耗射頻芯片。
1．1 ATmega48單片機
Atreel公司是生產高性能、低功耗、非易失性存儲器和各種數(shù)字模擬IC芯片的半導體制造公司。在單片機方面，Atmel公司有基于8051內核、基于 AVR內核和基于ARM內核的三大系列單片機產品。Atmel公司在其單片機產品中，融入了先進的EEPROM電可擦除和FlashROM閃存技術，使得該公司的單片機具備了優(yōu)秀的品質，在結構、性能和功能等方面都有明顯的優(yōu)勢。
ATmega48是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器。其主要性能指標如下：
◆先進的RISC結構；
◆4 KB的系統(tǒng)內可編程Flash；
◆256字節(jié)的EEPROM擦寫壽命為100 000次；
◆工作電壓為1．8～5．5 V；
◆工作溫度為-40～85℃；
◆極低功耗(正常模式時1 MHz、1．8 V下為300μA，掉電模式時1．8 V下為1．5 μA)。
1．2 RFM12S低功耗射頻芯片
RFM12S是一款低成本的ISM(工業(yè)、科研、醫(yī)療)頻段FSK收發(fā)模塊，其核心電路采用的是帶鎖相環(huán)(PLL)技術的RF12射頻收發(fā)芯片。 RFM12S可工作在315／433／868／915 MHz四個頻段，并符合FCC和ETSI要求。它提供一個SPI接口，可由MCU通過軟件設置各種射頻參數(shù)和其他輔助功能；采用2．2～5．4 V供電，靜態(tài)電流低至0．3μA。其與ATmega48的連接電路如圖1所示。