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圖說:對(duì)比解析:三種傳感電子電路設(shè)計(jì)

   日期:2016-01-26     來源:快易購    瀏覽:219    評(píng)論:0    
核心提示:傳感器模塊包括有溫濕度傳感器SHTll、紅外傳感器BS520、光照度傳感器PGM5506.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是對(duì)周圍環(huán)境的溫度、濕度、光、加速度等信息進(jìn)行監(jiān)控和管理的技術(shù)。
 

對(duì)比解析:三種傳感電子電路設(shè)計(jì)

摘要: 本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種以CC2430為核心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。其中,傳感器模塊包括有溫濕度傳感器SHTll、紅外傳感器BS520、光照度傳感器PGM5506.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是對(duì)周圍環(huán)境的溫度、濕度、光、加速度等信息進(jìn)行監(jiān)控和管理的技術(shù)。這種...

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種以CC2430為核心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。其中,傳感器模塊包括有溫濕度傳感器SHTll、紅外傳感器BS520、光照度傳感器PGM5506.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是對(duì)周圍環(huán)境的溫度、濕度、光、加速度等信息進(jìn)行監(jiān)控和管理的技術(shù)。這種無線傳感器節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置了傳感器、傳感器控制電路、CPU、無線通信模塊、天線、電源裝置等,通過Ad-Hoc通信技術(shù),可以與周圍的傳感器節(jié)點(diǎn)一起把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)。本文介紹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)和多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成,通過匯聚節(jié)點(diǎn)上傳到遠(yuǎn)程主機(jī)。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

三種傳感電子電路設(shè)計(jì)

圖1 系統(tǒng)的總體構(gòu)成

硬件電路的設(shè)計(jì)

CC2430是Chipcon公司推出的用來實(shí)現(xiàn)嵌入式ZigBee應(yīng)用的片上系統(tǒng)。CC2430只需要很少的外接元件就可以運(yùn)行,其內(nèi)部已集成了大量必要的電路,因此采用較少的外圍電路即實(shí)現(xiàn)信號(hào)的收發(fā)功能。圖2為CC2430基本電路設(shè)計(jì)。

三種傳感電子電路設(shè)計(jì)

圖2 CC2480基本電路

圖2中C1,C2為22pF的電容,連接32MHz的晶振電路,此石英晶振用于正常工作使用。C3,C4為15pF的電容,連接32.768 kHz的晶振電路,此石英晶振用于休眠時(shí)工作,從而降低功耗。C5=O.1μF,用于去除一些雜波干擾,防止單片機(jī)錯(cuò)誤復(fù)位。C6~C8分別為100 nF,220nF,220 nF,用作濾波,去除雜波干擾使電壓更穩(wěn)定。C9=5.6 pF,電路中非平衡變壓器由電容C9和電感L1,L2,L3以及一個(gè)PCB微波傳輸線組成,整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50Ω)的要求,L1,L2,L3分別為8.2nH,22nH,1.8nH.C10,C11,C12,C13,C14為去耦合電容,用于電源濾波,以提高芯片工作的穩(wěn)定性。偏置電阻器R1,R2分別為43 kΩ,56 kΩ,R1用于為32 MHz晶體振蕩器設(shè)置精密偏置電流。

由于CC2430芯片具有低功耗的特性,選用2節(jié)2 800 mAh的干電池為節(jié)點(diǎn)機(jī)供電。天線選用外置天線。CC2430與溫濕度傳感器SHTll,光照度傳感器PGM5506,紅外傳感器BS520連接原理圖如圖3所示,其中P0.O,P0.1,P0.6,P1.2和P1.3為CC2430的I/O端口。

SHTll采用兩線串行線和處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,SCK數(shù)據(jù)線負(fù)責(zé)處理器和SHTll的通訊同步;DATA三態(tài)門用于數(shù)據(jù)的讀取。為避免信號(hào)沖突,微處理器應(yīng)驅(qū)動(dòng)DATA在低電平。需要一個(gè)外部的上拉電阻將信號(hào)提拉至高電平,圖3顯示CC2430的引腳P1.2用于SCK,P1.3用于DATA.

三種傳感電子電路設(shè)計(jì)

圖3 三種傳感器連接原理圖

光照度傳感器PGM5506實(shí)際就是一個(gè)光敏電阻,隨著周邊環(huán)境的光量而改變電阻值,從而輸入3 V電壓受到隨著光量而變化的光敏電阻的影響,因而輸出電壓值改變。在測(cè)定輸出電壓值的LIGHTOUT中,可以根據(jù)變化的電壓量感知光量。圖3顯示CC2430的引腳P0.0連接LIGHT OUT.紅外傳感器BS520,隨著紅外線的強(qiáng)弱輸出A/D也變化,因此CC2430處理器可以根據(jù)輸入的電流變化量來測(cè)定紅外線值。圖3顯示CC2430的引腳PO.1連接INFRARED ADC,通過對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和對(duì)CC2430的了解,ZigBee技術(shù)未來的應(yīng)用前景被看好。未來的幾年里,它將在工業(yè)控制、汽車自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、消費(fèi)電子等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。

 
 
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