基于MSP430無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)

　　2.2 無線通信功能模塊設(shè)計(jì)

　　在MSP430G2553單片機(jī)完成對光照的強(qiáng)度采集之后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊由其通過無線方式發(fā)送給監(jiān)控中心。NFR24L01無線通信模塊具有發(fā)射、接收、待機(jī)和掉電四種模式。在收發(fā)模式下，通常采用增強(qiáng)型ShockBurstTM發(fā)送方式。單片機(jī)將采集到的光照強(qiáng)度信息送入NFR24L01片內(nèi)的FIFO(先入先出)堆棧區(qū)，再通過天線高速發(fā)射出去。采用這種方式，可以單片機(jī)低速數(shù)據(jù)傳輸速率和射頻設(shè)備高速發(fā)射間的沖突，所有與射頻協(xié)議相關(guān)的高速信號(hào)處理都由NFR24L01完成。單片機(jī)對NFR24L01模塊控制流程圖如圖8所示。

　　NFR24L01在待機(jī)模式下功耗較低，而且采集的數(shù)據(jù)也并不需要實(shí)時(shí)連續(xù)發(fā)射，因此在該模塊的設(shè)計(jì)中也盡量考慮將低功耗特點(diǎn)融入其中。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)，將CPU設(shè)置為休眠模式，NFR24L01芯片處于待機(jī)模式，直到有數(shù)據(jù)需要發(fā)送再喚醒這兩片芯片，進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。

　　3 系統(tǒng)測試

　　測試環(huán)境選擇為圖書館閱覽室大廳，時(shí)間選擇為下午5點(diǎn)至6點(diǎn)之間。黃昏時(shí)分，光照強(qiáng)度變化較為明顯，同時(shí)圖書館閱覽室大廳面積將近200平米，各處采光情況不等，便于模擬室內(nèi)大面積光照強(qiáng)度測試要求。在測試過程中，不啟用人工照明情況下，選擇六個(gè)測試點(diǎn)，分別放置六個(gè)無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)，對各點(diǎn)光照強(qiáng)度情況進(jìn)行測量。各節(jié)點(diǎn)按設(shè)計(jì)要求，每隔2分鐘測試一次，并將測試結(jié)果通過跳頻通信方式發(fā)送給監(jiān)控中心，測試結(jié)果如圖9所示。

　　從測試結(jié)果來看，整個(gè)無線照度計(jì)系統(tǒng)能測量各測量點(diǎn)照度的變化情況，并能將數(shù)據(jù)完整傳輸給監(jiān)測中心，雖然部分采樣點(diǎn)存在波動(dòng)情況，但仍能反應(yīng)光照變化趨勢。在后期的實(shí)驗(yàn)中，對無線照度計(jì)動(dòng)態(tài)測量范圍進(jìn)行了相關(guān)測試，采用可調(diào)光源照明情況下，照度計(jì)能進(jìn)行連續(xù)測量，同時(shí)示數(shù)成線性變化趨勢。

　　4 結(jié)語

　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念，本文設(shè)計(jì)了一套無線照度計(jì)節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)采用Mircosemi公司的LX1971作為可見光傳感器，采用TI公司的MSP430G2553作為核心控制器，采用Nordic Semiconductor公司的nRF24L01芯片構(gòu)成無線數(shù)據(jù)通信模塊。經(jīng)測試表明，該無線照度節(jié)點(diǎn)能完成對室內(nèi)環(huán)境光照強(qiáng)度的監(jiān)測工作，并具有體積小、功耗低、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。

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