基于MSP430的實(shí)用糧倉溫濕度檢測系統(tǒng)

溫濕度傳感器SHT11完成區(qū)域內(nèi)的溫濕度信息采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作和數(shù)據(jù)存儲；無線模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，時(shí)鐘日歷模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)間基準(zhǔn)，同時(shí)為采集數(shù)據(jù)添加時(shí)問標(biāo)志；能量供應(yīng)模塊部分使用普通電池，為系統(tǒng)各個(gè)部分提供能量。
數(shù)字傳感器采用瑞士Sensirion公司推出的新型溫濕度傳感器SHT11。該芯片包括濕度和溫度敏感元件、信號放大調(diào)理、A／D轉(zhuǎn)換和I2C總線接口。采集溫濕度數(shù)據(jù)時(shí)，芯片中的2個(gè)敏感元件分別將濕度和溫度轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號由微弱信號放大器進(jìn)行放大后，經(jīng)過14位的A ／D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后通過I2C總線接口輸出數(shù)字信號。溫濕度傳感器SHT11與單片機(jī)的電路連接圖如圖4所示。

無線模塊中CC2500芯片是Chipcon公司推出的單片無線收發(fā)一體化芯片，是業(yè)界體積最小，功耗最少，外圍元件最少的低成本射頻系統(tǒng)級芯片之一，其主要特性有體積小，外圍電路簡單；低功耗，靈敏度高，速率可調(diào)；支持包數(shù)據(jù)處理；接收數(shù)據(jù)時(shí)，有信息同步字自動檢測、地址檢測、信息長度分析和CRC校驗(yàn)等功能；具有WOR功能，保證芯片在深度睡眠時(shí)周期性地蘇醒，探聽周圍是否有信號。
時(shí)鐘日歷模塊的PCF8563是PHILIPS公司生產(chǎn)的低功耗CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘／日歷芯片，通過I2C總線接口與單片機(jī)連接，連接圖如圖5所示，可向單片機(jī)發(fā)送當(dāng)前時(shí)間信息，并提供時(shí)鐘基準(zhǔn)信號。

單片機(jī)MSP430F449通過SPI總線與CC2500芯片的接口連接，發(fā)送端與接受端硬件連接幾乎一樣，具有通用性，可實(shí)現(xiàn)半雙工通信。
數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)MSP430F449控制，定時(shí)向溫濕度傳感器SHT11發(fā)送讀溫度和濕度指令，SHT11檢測溫濕度信息，并輸出數(shù)字信號，MSP430F449在接收到溫濕度的數(shù)值后，將這些數(shù)據(jù)傳輸至CC2500，由CC2500負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行打包處理，并發(fā)送給路由節(jié)點(diǎn)。
為了降低系統(tǒng)功耗，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)通常在閑置時(shí)進(jìn)入休眠模式，其外設(shè)模塊也進(jìn)入休眠狀態(tài)，或者電源管理部分不對這些外設(shè)模塊供電。