基于PSoC的無線靜載儀采集系統(tǒng)

　　2．2無線模塊

　　射頻芯片采用CYRF7936芯片，為40引腳的QFN封裝芯片。工作的ISM頻段為2．4 GHz～2 483 GHz，工作電壓為1．8 V～3．6 V，支持速度為4 MHz的sPI微控制器接口，需外接12 MHz的晶振。

　　CyFi無線射頻技術(shù)是Cypress公司2008年底提出的面向嵌人式控制領(lǐng)域的一款低成本＼低功耗、高可靠性的無線射頻解決方案，工作于無許可限制的2，4 GHz［SM頻段。CyFi無線射頻解決方案由PSoC控制核心、無線射頻收發(fā)器和CyFi星型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧組成。PSoC可編程片上系統(tǒng)包含了CyFi星型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧預(yù)配置固件用戶模塊，并以源代碼的形式提供了全部應(yīng)用程序的接口，總共只需8個(gè)API指令便能完成設(shè)計(jì)。CyFi收發(fā)器輸出功率高達(dá)＋4 dBm，接收靈敏度高達(dá)－97 dBm，能實(shí)現(xiàn)跳頻傳輸和DSSS調(diào)制抗干擾，并能根據(jù)鏈接管理需求，自動(dòng)調(diào)節(jié)傳輸數(shù)據(jù)速率，以1 Mbis、250 kb／s或125 kb／s的速率進(jìn)行通信。

　　2.3傳感器模塊

　　本設(shè)計(jì)中位移子節(jié)點(diǎn)采用巖土工程監(jiān)測(cè)中常用的數(shù)字容柵式位移傳感器MS50，其分辨率為0．01 mn1，精度為±0 03 min，電子容柵式位移傳感器MS50的輸出信號(hào)如圖2所示，分為CLK和DATA兩路信號(hào)進(jìn)行傳輸⊙由示波器檢測(cè)輸出信號(hào)可知：信號(hào)的頭尾為標(biāo)志位，且為4位高電平值。位移傳感器MS50每250 Ins傳輸一幀48位的數(shù)據(jù)包，這個(gè)數(shù)據(jù)包由各分為24位的兩組數(shù)據(jù)組成。其中，后一組數(shù)據(jù)為前一組數(shù)據(jù)減去基準(zhǔn)零值后的差值，即為前一組數(shù)據(jù)的倒相輸入。

圖2位移傳感器輸出信號(hào)格式

　　MS50傳感器的輸出時(shí)鐘頻率為90 kHz，出現(xiàn)標(biāo)志位后，時(shí)鐘信號(hào)第一次有電平向下跳變時(shí)，開始讀取數(shù)據(jù)信號(hào)上的信息，直到尾部標(biāo)志位出現(xiàn)為止。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，輸出DATA和CLK兩個(gè)信號(hào)，供CY8C24894讀取。

　　壓力子節(jié)點(diǎn)采用的是MPM480壓阻式壓力傳感器，供電電源為15 V～28 V，輸出為模擬信號(hào)4 mA～20mA。由于CY8C24894內(nèi)部含有可編程增益放大器PGA和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，所以將壓力傳感器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后直接連CY8C24894的模擬輸人引腳。接口電路如圖3所示。

圖3壓力傳感器接口電路

　　2．4總體硬件電路

　　總體電路由4個(gè)位移子節(jié)點(diǎn)電路、1個(gè)壓力子節(jié)點(diǎn)電路和1個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)電路組成。CY8C24894與CYRF7936的連接如圖4所示。

圖4 CY8C24894與CYRF7936