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          解決方案
          三種傳感寧波工廠防盜電子電路設計詳解

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          本文設計實現了一種以CC24 30為核心的無線傳感器網絡。其中,傳感器模塊包括有溫濕度傳感器SHTll、紅外傳感器BS520、光照度傳感器PGM5506。

          無線傳感器網絡系統總體結構

          無線傳感器網絡是對周圍環境的溫度、濕度、光、加速度等信息進行監控和管理的技術。這種無線傳感器節點中內置了傳感器、傳感器控制電路、 CPU、無線通信模塊、天線、電源裝置等,通過Ad-Hoc通信技術,可以與周圍的傳感器節點一起把數據傳輸到匯聚節點。本文介紹的無線傳感器網絡由一個匯聚節點和多個傳感器節點組成,通過匯聚節點上傳到遠程主機。系統的總體結構如圖1所示。

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                硬件電路的設計

          CC2430($4.0170)是Chipcon公司推出的用來實現嵌入式ZigBee應用的片上系統。CC2430只需要很少的外接元件就可以運行,其內部已集成了大量必要的電路,因此采用較少的外圍電路即實現信號的收發功能。圖2為CC2430基本電路設計。

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                 圖2中C1,C2為22pF的電容,連接32 MHz的晶振電路,此石英晶振用于正常工作使用。C3,C4為15 pF的電容,連接32.768 kHz的晶振電路,此石英晶振用于休眠時工作,從而降低功耗。C5=O.1μF,用于去除一些雜波干擾,防止單片機錯誤復位。C6~C8分別為100 nF,220nF,220 nF,用作濾波,去除雜波干擾使電壓更穩定。C9=5.6 pF,電路中非平衡變壓器由電容C9和電感L1,L2,L3以及一個PCB微波傳輸線組成,整個結構滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50 Ω)的要求,L1,L2,L3分別為8.2 nH,22 nH,1.8 nH。C10,C11,C12,C13,C14為去耦合電容,用于電源濾波,以提高芯片工作的穩定性。偏置電阻器R1,R2分別為43 kΩ,56 kΩ,R1用于為32 MHz晶體振蕩器設置精密偏置電流。

          由于CC2430芯片具有低功耗的特性,選用2節2 800 mAh的干電池為節點機供電。天線選用外置天線。CC2430與溫濕度傳感器SHTll,光照度傳感器PGM5506,紅外傳感器BS520連接原理圖如圖3所示,其中P0.O,P0.1,P0.6,P1.2和P1.3為CC2430的I/O端口。

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                 SHTll采用兩線串行線和處理器進行數據通信,SCK數據線負責處理器和SHTll的通訊同步;DATA三態門用于數據的讀取。為避免信號沖突,微處理器應驅動DATA在低電平。需要一個外部的上拉電阻將信號提拉至高電平,圖3顯示CC2430的引腳P1.2用于SCK,P1.3用于 DATA。

          光照度傳感器PGM5506實際就是一個光敏電阻,隨著周邊環境的光量而改變電阻值,從而輸入3 V電壓受到隨著光量而變化的光敏電阻的影響,因而輸出電壓值改變。在測定輸出電壓值的LIGHTOUT中,可以根據變化的電壓量感知光量。圖3顯示 CC2430的引腳P0.0連接LIGHT OUT。紅外傳感器BS520,隨著紅外線的強弱輸出A/D也變化,因此CC2430處理器可以根據輸入的電流變化量來測定紅外線值。圖3顯示 CC2430的引腳PO.1連接INFRARED ADC,通過對無線傳感器網絡系統的設計和對CC2430的了解,ZigBee技術未來的應用前景被看好。未來的幾年里,它將在工業控制、汽車自動化、樓宇自動化、消費電子等多個領域實現應用。
           

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