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對比解析:三種傳感電子電路設(shè)計

作者: 時間:2018-08-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文設(shè)計實現(xiàn)了一種以CC2430為核心的無線網(wǎng)絡(luò)。其中,模塊包括有溫濕度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)點中內(nèi)置了傳感器、傳感器控制電路、CPU、無線模塊、天線、電源裝置等,通過Ad-Hoc技術(shù),可以與周圍的傳感器節(jié)點一起把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點。本文介紹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由一個匯聚節(jié)點和多個傳感器節(jié)點組成,通過匯聚節(jié)點上傳到遠(yuǎn)程主機。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201808/387395.htm

圖1 系統(tǒng)的總體構(gòu)成

硬件電路的設(shè)計

CC2430是Chipcon公司推出的用來實現(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現(xiàn)信號的收發(fā)功能。圖2為CC2430基本電路設(shè)計。

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,防止單片機錯誤復(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PCB微波傳輸線組成,整個結(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)點機供電。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),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。為避免信號沖突,微處理器應(yīng)驅(qū)動DATA在低電平。需要一個外部的上拉電阻將信號提拉至高電平,圖3顯示CC2430的引腳P1.2用于SCK,P1.3用于DATA.

圖3 三種傳感器連接原理圖

光照度傳感器PGM5506實際就是一個光敏電阻,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定紅外線值。圖3顯示CC2430的引腳PO.1連接INFRARED ADC,通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計和對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、汽車自動化、樓宇自動化、消費電子等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。



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