電解電容生產(chǎn)廠家節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1、電解電容生產(chǎn)廠家節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)和WiFi的無(wú)線溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)新晨陽(yáng)電容電感引言 隨著無(wú)線通信、嵌入式系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量廉價(jià)的微型傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。 這是一種全新的信息獲取技術(shù)，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用的無(wú)線通信技術(shù)包括藍(lán)牙、WiFi、ZigBee等。其中，藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議復(fù)雜、開(kāi)發(fā)成本 高;ZigBee通信距離較短。而WiFi技術(shù)具有傳輸速率高、覆蓋范圍廣、組網(wǎng)

2、成本低、與Internet網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接等優(yōu)點(diǎn)，在通信距離等方面與其他 無(wú)線通信技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)，這使得該技術(shù)在溫濕度檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。 本文結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了一種基于WiFi技術(shù)的溫濕度實(shí)時(shí)檢測(cè)終端節(jié)點(diǎn)。 1 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 節(jié)點(diǎn)硬件電路如圖1所示。硬件結(jié)構(gòu)由數(shù)字溫濕度傳感器、WiFi通信模塊和單片機(jī)三個(gè)模塊組成?；趩纹瑱C(jī)和WiFi的無(wú)線溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1.1 AM2303溫濕度傳感器 本設(shè)計(jì)采用的數(shù)字溫濕度傳感器為廣州奧松電子有限公司生產(chǎn)的AM2303溫濕度傳感器。它是一款新型單總線傳感器，其內(nèi)部包括一個(gè)

3、電容式感濕元件和一個(gè)高精度測(cè)溫元件。溫度測(cè)量范圍為-40+80，精度為±0.3;濕度測(cè)量范圍為099.9%RH，精度為±2%RH(25)。相比市場(chǎng)上常見(jiàn)的SHT1x系列溫濕度傳感器，AM2303具有價(jià)格低、算法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并且具有低功耗、自動(dòng)化校準(zhǔn)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。1.1.1 引腳說(shuō)明AM2303引出3個(gè)引腳。其中，VDD、GND為電源引腳，供電3.55.5 V;SDA為數(shù)據(jù)線，用于與單片機(jī)STC15F104W進(jìn)行通信。SDA引腳為三態(tài)結(jié)構(gòu)，用于讀、寫傳感器數(shù)據(jù)。1.1.2 通信協(xié)議AM2303具體通信時(shí)序圖如圖2所示。采用簡(jiǎn)化的單總線通信，節(jié)點(diǎn)對(duì)AM2303的控制和數(shù)據(jù)

4、交換均由數(shù)據(jù)線完成。數(shù)據(jù)線一次傳送40位溫濕度數(shù)據(jù)，高位先出?；趩纹瑱C(jī)和WiFi的無(wú)線溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 單片機(jī)向AM2303發(fā)送一次起始信號(hào)(圖中粗線所示區(qū)域)后，AM2303從休眠模式轉(zhuǎn)換到高速模式并發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，從數(shù)據(jù)線SDA串行送出 檢測(cè)到的溫濕度數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束觸發(fā)一次信息采集，采集結(jié)束傳感器自動(dòng)轉(zhuǎn)入休眠模式，直到下一次通信來(lái)臨。具體通信協(xié)議描述如下： 單片機(jī)向AM2303發(fā)送起始信號(hào)，將數(shù)據(jù)線SDA拉低一段時(shí)間(至少800s)，然后釋放數(shù)據(jù)線，偵聽(tīng)AM2303送出的響應(yīng)信號(hào)。AM2303發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，將數(shù)據(jù)線SDA拉低80s，再拉高80s作為響應(yīng)信號(hào)響應(yīng)單片

5、機(jī)。AM2303通過(guò)數(shù)據(jù)線SDA串行輸出40位數(shù)據(jù)，高位先出，發(fā)送的數(shù)據(jù)依次為濕度高8位、濕度低8位、溫度高8位、溫度低8位和8位校驗(yàn) 位。AM2303傳出的濕度和溫度值是實(shí)際濕度和溫度值的10倍，溫度最高位(位15)為符號(hào)位，置“1”表示負(fù)溫度，置“0”表示正溫度;溫度低15位 (位14位0)表示溫度值。校驗(yàn)位為濕度高位、濕度低位、溫度高位和溫度低位之和。AM2303的數(shù)據(jù)線SDA輸出40位數(shù)據(jù)后，繼續(xù)輸出50s低電平，然后轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)。由于上拉電阻作用，數(shù)據(jù)線變?yōu)楦唠娮印M2303內(nèi)部再次測(cè)量溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，等待單片機(jī)再次發(fā)送起始信號(hào)。 1.1.3 位數(shù)據(jù)格式 

6、;位數(shù)據(jù)“0”、位數(shù)據(jù)“1”格式信號(hào)如圖3所示。AM2303發(fā)送完響應(yīng)信號(hào)之后，由數(shù)據(jù)線SDA連續(xù)串行輸出40位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)“0”的格式為50s的低電平加2628s的高電平。位數(shù)據(jù)“1”的格式為50 s的低電平加70us的高電平。 基于單片機(jī)和WiFi的無(wú)線溫濕度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 1.2 WiFi通信模塊本設(shè)計(jì)采用的WiFi通信模塊為有人科技有限公司生產(chǎn)的超低功耗嵌入式WiFi模組(USR-WiFi232-G)。 該模塊提供了一種將用戶的物理設(shè)備連接到WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上，并提供UART串口等接口傳輸數(shù)據(jù)的解決方案，提供了一體化的801.11/b/g/n WiFi的低功耗解決方案

7、。USR-WiFi232-G是一款集成了所有WiFi功能的模塊，采用表貼封裝，配備有內(nèi)置PCB天線、外置天線連接器。采用FCC/CE標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，頻率范圍為2.4122.484 GHz，工作電壓范圍為3.63.1 V，在-4085環(huán)境內(nèi)可正常工作，使用內(nèi)置天線時(shí)信號(hào)傳輸距離可達(dá)到150m，使用外置天線時(shí)則可達(dá)400 m。 1.2.1 WiFi無(wú)線組網(wǎng)USR-WiFi232-G支持無(wú)線組網(wǎng)功能，既可以作為無(wú)線接入點(diǎn)(AP)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)功能，也可以作為無(wú)線站點(diǎn)(STA)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端功能。利用USR-WiFi232-G組網(wǎng)有基于AP的組網(wǎng)和基于AP+STA共存的組網(wǎng)兩種方式?；贏P的無(wú)線組網(wǎng)是一種基本的組網(wǎng)方式，由一個(gè) AP和多個(gè)STA組成，AP處于中心地位，多個(gè)STA之間通過(guò)AP轉(zhuǎn)發(fā)完成相互通信。USR-WiFi232-G支持基于AP+STA共存的組網(wǎng)方式，即 模塊可同時(shí)支持一個(gè)AP接口和一個(gè)STA接口，如圖4所示。模塊的STA接口可以與路