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            EEPW首頁(yè) > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 煤礦溫度和瓦斯?jié)舛葻o(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

            煤礦溫度和瓦斯?jié)舛葻o(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

            作者: 時(shí)間:2009-06-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            每次測(cè)量之前,斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K,延時(shí)50 ms,以采集峰值。用50 ms進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ),定時(shí)到時(shí)合上開(kāi)關(guān)K,放電。同樣。每回發(fā)送數(shù)據(jù)之前進(jìn)行10次數(shù)據(jù)采集并取平均。如果得到的結(jié)果大于設(shè)定的電壓,下位機(jī)報(bào)警,現(xiàn)場(chǎng)發(fā)光二極管閃爍。


            3 工作流程
            ,下位機(jī)電路采用鋰電池供電,要求連續(xù)工作1年以上,因此在系統(tǒng)流程時(shí)首先要考慮能耗問(wèn)題。由于的變化是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程,只要15分鐘進(jìn)行一次數(shù)據(jù)收發(fā)即可,因此可讓傳感器電路在絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)處于睡眠狀態(tài),以節(jié)約能耗。收發(fā)芯片CCl000的工作電流約為10 mA,而在睡眠狀態(tài)下僅有1μA;射頻功放在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)耗電約為70 mA。
            MSP430F135單片機(jī)的工作電流為300μA,在睡眠狀態(tài)下不到2μA。
            為了節(jié)約能耗,將15分鐘分成90個(gè)時(shí)隙。上位機(jī)每隔lO s發(fā)一次時(shí)隙代碼Tc,Tc=0x00~0x59,每次發(fā)完后轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)。上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀包括4個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼,1個(gè)字節(jié)的開(kāi)始界定符0xF3,1個(gè)字節(jié)時(shí)隙代碼TC,并加上一個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼提高傳輸?shù)目煽啃?,因此一個(gè)數(shù)據(jù)幀共有7個(gè)字節(jié),約需要12 ms。(CCl000的傳信率設(shè)置為4.8 kbps)
            下位機(jī)要發(fā)送的數(shù)據(jù)包括4個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼,1個(gè)字節(jié)的開(kāi)始界定符0xF2,1個(gè)字節(jié)的地址碼,1個(gè)字節(jié)的值數(shù)據(jù)。1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),加上1個(gè)字節(jié)的CRC校驗(yàn)碼。因此一個(gè)數(shù)據(jù)幀共有9個(gè)字節(jié)。這樣發(fā)送數(shù)據(jù)需要15 ms。
            在此基礎(chǔ)上,了無(wú)線系統(tǒng)流程,給每臺(tái)下位機(jī)分配20 ms的發(fā)送時(shí)間,240臺(tái)下位機(jī)(序號(hào)從0x01到0xF0)完成一次通信共需要4.8 s。
            下位機(jī)流程如下:
            (1)下位機(jī)初始化后轉(zhuǎn)到接收狀態(tài);收到時(shí)隙代碼Tc后計(jì)算睡眠時(shí)間t,進(jìn)入睡眠。t=lO×(90一Tc)一1.5 s.
            同時(shí)將定時(shí)器t2清零并開(kāi)始定時(shí)。
            (2)定時(shí)器t2結(jié)束時(shí),t2清零,開(kāi)始執(zhí)行信號(hào)采集子程序。
            (3)當(dāng)t2=1 s時(shí),斷開(kāi)信號(hào)采集電路,并轉(zhuǎn)到接收狀態(tài)。
            (4)當(dāng)t2=1.5 s時(shí),接收同步信號(hào)0x00,并根據(jù)本機(jī)地址碼n計(jì)算發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)刻
            t1=(n一1)×20 ms.
            同時(shí)將定時(shí)器t1、t2清零,開(kāi)始定時(shí),下位機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
            (5)第n個(gè)下位機(jī)在tl=(n一1)×20 ms時(shí)被喚醒并發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送完后再次進(jìn)入睡眠狀態(tài),轉(zhuǎn)到步驟(2)。上位機(jī)的流程較為簡(jiǎn)單,下面只給出下位機(jī)工作的流程圖,如圖3所示。

            4 結(jié)束語(yǔ)
            本系統(tǒng)有效地采集了井下多個(gè)測(cè)點(diǎn)的和瓦斯;低功耗工作延長(zhǎng)了系統(tǒng)的工作壽命;無(wú)線傳輸降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和布線費(fèi)用。系統(tǒng)具有很高的可靠性和性價(jià)比。


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