无线环境监测模拟装置.ppt

无线环境监测系统
实验目的
设计并制作一个无线环境监测模拟装置,实现对周边温度和光照信息的探测。该装置由1个监测终端和不多于255个探测节点组成(实际制作2个)。监测终端和探测节点均含一套无线收发电路,要求具有无线传输数据功能,收发共用一个天线。
实验原理
装置由一个监测终端和两个探测节点组成,三者均含一套收发电路
探测节点能够探测环境温度和光照信息,并能将探测到的信息直接传输或通过其他探测节点转发到监测终端
监测终端能自动检测探测节点的有无及其地址。
系统基于ZigBee通信技术的基本原理,以单片机为控制核心,实现环境温度和光照信息的采集以及节点之间无线数据传输的功能。
实验设备和器件
数字
示波器
高频信号发生器
函数
发生器
直流稳压电源
秒表
单片机最小系统板
2米卷尺
实验内容
1
制作2个探测节点
探测节点有编号预置功能,编码预置范围为00000001B~11111111B。探测节点能够探测其环境温度和光照信息。温度测量范围为0℃~100℃,绝对误差小于2℃;光照信息仅要求测量光的有无。,单电源供电。
2
制作1个监测终端
探测
节点A
探测
节点B
监测
终端
探测节点分布示意图如图所示。监测终端可以分别与各探测节点直接通信,并能显示当前能够通信的探测节点编号及其探测到的环境温度和光照信息。
实验内容
3
探测时延不大于5s
4
增加节点的信息转发功能
无线环境监测模拟装置的探测时延不大于5s,监测终端天线与探测节点天线的距离D不小于10cm。在0~10cm距离内,各探测节点与监测终端应能正常通信。
探测节点B的探测信息,能自动通过探测节点A转发,以增加监测终端与节点B之间的探测距离D+D1。该转发功能应自动识别完成,无需手动设置,且探测节点A、B可以互换位置
实验设计指导
整个系统的示意图如图3所示,实际只制作节点A、B,探测节点和监测终端的实现框图如图4所示。图4中,监测终端不含其中的编码预置、温度采样和光照检测部分;探测节点不含键盘和显示电路;监测终端和探测节点都包含FSK调制电路、功率放大电路和FSK解调电路,终端与节点以及节点与节点之间的通信都由MSP430控制实现。
图3 系统整体示意图
实验设计指导
图4 探测节点和监测终端的实现框图
实验设计指导
发射电路由载波产生电路、FSK调制电路和功率放大电路组成,如图5 所示。其中载波产生由锁相环CDCE937实现,键控采用模拟开TS5A3159,37321实现。
发射电路
发射电路
实验设计指导
流
程
图