无线环境监测模拟装置的探讨 |
本文对无线(wireless)环境监测模拟装置方案和检测进行探讨,模拟系统由监测终端与两个探测点构成,信号调制采用ASK调制方式。监测终端和探测点都以P89LPC922为控制(control)重要,监测终端包括无线收发模块、液晶显示模块部分;探测点包括无线收发模块、光电检测模块、温度(temperature)检测模块,并具有存储转发功能。无线收发模块以单片射频(RF)收发低功耗芯片(又称微电路)TH7122为核心芯片,发射载波频率为27MHz。温度检测模块采用低功耗数字温度传感器(transducer)TMP102,其精度可达0.5度;光电检测模块充分利用了单片机P89LPC922I/O口的特性,使得这一部分的电路比较简单,并且整个系统的功耗比较低,满足了设计的要求。 1 方案设计与论证 1.1 无线收发模块 (1)方案比较:方案一:采用编解码集成电路PT2262/2272,其为CMOS工艺制造,具有低功耗、外部元器件少,工作电压范围宽:2.6~15v等特点,应用于车辆防盗系统(system)、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控等方面。无锡甲醛检测操作简单、使用方便的简易检测方法的产品,也是目前最适合个人家庭检测甲醛的检测方法。体积小巧方 便放置,用于家具治理前后对比甲醛浓度,判断治理效果再方便合适不过啦!甲醛自测盒的最大特点就是消费者可以自己动手检测甲醛,操作方法简单!无锡空气检测是指对空气的组成成分的检测。狭义的空气检测,主要是从应用的角度,重点研究的是室内空气检测。它是指室内指装饰材料、家具等含有的对人体有害的物质,释放到家居、办公环境中造成的装修污染,来检测空气质量。方案二:采用XEMICS公司推出的CMOS超低功率传输器、单片无线(wireless)收发芯片XE1209,其适用于小范围低频、音频资料(Means)传输系统,可以实现2次连续(Continuity)相位频率位移键控调制(FSK)。方案三:以MELEXIS公司的单片射频收发芯片TH7122作为主要芯片,其工作频率范围在27MHz~930MHz,具有很宽的调谐范围。可以工作在4种不同的状态下:待机状态、发送状态、接收状态和空闲状态。(2)方案确定:综合分析(Analyse)以上三种方案的优缺点,方案三具有更大的优越性、灵活性,因此我们采用方案三作为具体实施的方案。 1.2 处理器比较与选择(xuanze) 由于本系统中的两个探测点采用两节1.5V干电池供电,并要求尽量降低各探测节点的功耗,因此采用一般的C51单片机并不满足要求。而ARM微控制器STM32系列虽然具有丰富的资源、强大的功能与低功耗等特点,但是其性价比相对来说比比较高,整机电路也比较复杂,故也不选取。因此在保证满足要求的前提下,我们选择了适合于许多要求高集成度、低成本的P89LPC922微控制器,其集成了许多系统级的功能,大大最大化减少了元件的数目并降低系统的成本。 1.3 显示器比较与选择(xuanze) (1)方案(fāng àn)比较。方案一:采用DM-162液晶显示模块,具有低功耗、模块结构紧凑、轻巧、装配容易等特点,但是其界面比较小,不能达到比较好显示的效果。方案二:采用汉字图形点阵液晶显示模块RT12864M,可显示的内容非常丰富,但是其功耗相对高于NOKIA 5110。方案三:采用NOKIA5110手机液晶,其驱动采用低功耗的CMOS LCD控制驱动器PCD8544,所有的显示功能集成在一块芯片上,所需外部元件很少且功耗小。(2)方案确定。综合以上分析,从功耗与性价比的角度来考虑,我们选择方案三作为显示模块。(3)信道(指通信的通道、是信号传输的媒介)调制方式。由于无线收发芯片已经确定使用了单片射频收发芯片TH7122,其在发射模式(pattern)下产生载波频率(frequency),可以采用FSK/ASK/FM三种调制方式,但是在本系统中我们固定了载波频率为27MHz,再综合这三种调制方式的特点,另外FSK对鉴频器的参数非常高,对调试不是很方便,因此在这里采用ASK调制方式作为具体实现的方案。(4)总体方案根据以上分析与论证,我们确定了总体设计方案:监测终端硬件以P89LPC922为主控制器,以液晶5110、无线收发模块为受控模块。探测点也以P89LPC922为主控制器,以无线收发模块、光电传感器与温度(temperature)传感器为受控模块。 2 系统测试及数据(data)分析 2.1 测试仪器设备及设备(shèbèi) (1)UT30D数字万用表(用途:测量电压、电流和电阻)。(2)SS-7802 20M数字示波器。 2.2 测试(TestMeasure)方法及数据 (1)测试方法。1)分模块进行测试:对探测节点的光照检测进行测试,验证它是否能正常工作;对探测节点的温度检测进行测试,验证它是否能正常工作;对无线(wireless)通信模块进行测试,验证是否能正常通信。2)保证各模块正常工作之后,再进行整机测试。(2)数据记录。直接对单个光敏电阻进行光照变化时的阻值测量,记录数据如下: 2.3 数据(data)分析 以上对光敏电阻阻值的测量,由于光敏电阻本身的特性与操作方法的原因,所记录的数据只是针对于某个特定情况之下,其实光敏电阻的阻值是随光照强度的变化而变化的。无锡甲醛检测是指通过特定的方法或仪器,对空气、水、食品、衣物等含有的甲醛做定量检测。 3 结语 本系统主要由P89LPC922微控制器、单片射频收发芯片(又称微电路)TH7122、低耗电数字温度传感器TMP102等构成,很好地实现了外部环境的监测:光照与温度,并且性能比较好。很有市场前途。 室内空气检测(检查并测试)
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