拉壓力傳感器網(wǎng)絡微型節(jié)點的數(shù)據(jù)采集單元

拉壓力傳感器網(wǎng)絡微型節(jié)點的數(shù)據(jù)采集單元:

　　產(chǎn)品廣泛應用于10多種新型和智能化高端領域，工業(yè)、機械、醫(yī)療、紡織、汽車、交通;

    整個節(jié)點由電池供電，要求數(shù)據(jù)采集單元中的拉壓力傳感器體積小、低功耗、外圍電路簡單，最好采用不需要信號調(diào)理電路的拉壓力傳感器。本設計中選用的傳感器都為數(shù)字式傳感器：

    (1)溫度傳感器MLX90601：模擬線性輸出，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(shù)輸出，壓力范圍 300-1100mbar;另外模塊也包含了6個可讀的參數(shù)，方便實現(xiàn)軟件校正及高的精度，可自動斷開電源，3線接口則可滿足與微處理器的各種通信。

    (3)濕度傳感器SHT11：采用CMOSens技術，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(shù)轉(zhuǎn)換器、校準數(shù)據(jù)存儲器、標 準I2C總線等電路全部集成在一個芯片內(nèi);全量程標定，兩線數(shù)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(nèi)含兩枚光電探測器，一枚感應可見光和紅外光，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(jù)兩路信號的強弱判斷周圍光線的強度，可以直接將光強度轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這種器件的壓縮擴展型A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率為12位，由于采用了 積分轉(zhuǎn)換技術，在測量交流電燈的光線時不會發(fā)生抖動，提高了測量穩(wěn)定性。

    (5)兩維數(shù)字加速度計ADXL202AE：采用先進的MEMS技術，在同一硅片中刻蝕了一個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(zhuǎn)換為占空比調(diào)制(DCM)數(shù)字信號后輸出。這種占空比調(diào)制信號可以直接送往單片機，使用非常方 便。測溫數(shù)據(jù)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)絡最珍貴的資源，它決定著傳感器網(wǎng)絡的壽命。節(jié)點的電能一旦耗盡，即宣布其壽命到期并退出網(wǎng)絡，由剩下的節(jié)點再重新組網(wǎng)。因此節(jié) 點的電源管理非常重要。在本設計中采用多路器芯片ADG715BRU在I2C總線的控制下選通所用到的拉壓力傳感器，沒有用到的傳感器不帶電，以達到在無數(shù)據(jù)采 集任務時及時關閉電源而節(jié)省電能的目的。

    結語

    作者在總結歸納已有研究成果的基礎上，詳細闡述了基于ATmega128L結合外圍傳感器和2.4GHz無線收發(fā)模塊CC2420的無線傳感器 網(wǎng)絡微型節(jié)點，該節(jié)點在試驗中應用良好，能夠采集精度較高的溫度、濕度、光線、加速度和大氣壓力數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡暢通地傳回給主機，并實現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡必 須的低功耗。為將來通信結構和具體協(xié)議的設計提供了基礎。

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