拉壓力傳感器網(wǎng)絡(luò )微型節點(diǎn)的數據采集單元

拉壓力傳感器網(wǎng)絡(luò )微型節點(diǎn)的數據采集單元:

　　產(chǎn)品廣泛應用于10多種新型和智能化高端領(lǐng)域，工業(yè)、機械、醫療、紡織、汽車(chē)、交通;

    整個(gè)節點(diǎn)由電池供電，要求數據采集單元中的拉壓力傳感器體積小、低功耗、外圍電路簡(jiǎn)單，最好采用不需要信號調理電路的拉壓力傳感器。本設計中選用的傳感器都為數字式傳感器：

    (1)溫度傳感器MLX90601：模擬線(xiàn)性輸出，PWM輸出，SPI可編程接口;精度±0.2℃。

    (2)拉壓力傳感器MS5534AP：集成了壓阻式壓力傳感器和ADC接口IC，傳感器提供了16位的壓力參數輸出，壓力范圍 300-1100mbar;另外模塊也包含了6個(gè)可讀的參數，方便實(shí)現軟件校正及高的精度，可自動(dòng)斷開(kāi)電源，3線(xiàn)接口則可滿(mǎn)足與微處理器的各種通信。

    (3)濕度傳感器SHT11：采用CMOSens技術(shù)，不僅將溫濕度傳感器結合在一起,而且還將信號放大器、模/數轉換器、校準數據存儲器、標 準I2C總線(xiàn)等電路全部集成在一個(gè)芯片內;全量程標定，兩線(xiàn)數字輸出;濕度測量范圍為-40_+123.8℃;溫度測量精度為±0.4℃。

    (4)光強度傳感器TSL2550D：內含兩枚光電探測器，一枚感應可見(jiàn)光和紅外光，另一枚只感應紅外光。兩枚光電探測器產(chǎn)生兩路信號，傳感器 模擬人眼的原理，根據兩路信號的強弱判斷周?chē)饩€(xiàn)的強度，可以直接將光強度轉換成數字量。這種器件的壓縮擴展型A/D轉換器，分辨率為12位，由于采用了 積分轉換技術(shù)，在測量交流電燈的光線(xiàn)時(shí)不會(huì )發(fā)生抖動(dòng)，提高了測量穩定性。

    (5)兩維數字加速度計ADXL202AE：采用先進(jìn)的MEMS技術(shù)，在同一硅片中刻蝕了一個(gè)多晶硅編碼微機械傳感器，并集成了一套精密的信號 處理電路。信號處理電路把表面微機械傳感器產(chǎn)生的模擬信號轉換為占空比調制(DCM)數字信號后輸出。這種占空比調制信號可以直接送往單片機，使用非常方 便。測溫數據采集單元接口電路如圖4所示。

    電源管理單元設計

    電能是拉壓力傳感器網(wǎng)絡(luò )最珍貴的資源，它決定著(zhù)傳感器網(wǎng)絡(luò )的壽命。節點(diǎn)的電能一旦耗盡，即宣布其壽命到期并退出網(wǎng)絡(luò )，由剩下的節點(diǎn)再重新組網(wǎng)。因此節 點(diǎn)的電源管理非常重要。在本設計中采用多路器芯片ADG715BRU在I2C總線(xiàn)的控制下選通所用到的拉壓力傳感器，沒(méi)有用到的傳感器不帶電，以達到在無(wú)數據采 集任務(wù)時(shí)及時(shí)關(guān)閉電源而節省電能的目的。

    結語(yǔ)

    作者在總結歸納已有研究成果的基礎上，詳細闡述了基于A(yíng)Tmega128L結合外圍傳感器和2.4GHz無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2420的無(wú)線(xiàn)傳感器 網(wǎng)絡(luò )微型節點(diǎn)，該節點(diǎn)在試驗中應用良好，能夠采集精度較高的溫度、濕度、光線(xiàn)、加速度和大氣壓力數據，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )暢通地傳回給主機，并實(shí)現了傳感器網(wǎng)絡(luò )必 須的低功耗。為將來(lái)通信結構和具體協(xié)議的設計提供了基礎。

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