基于ATmega128L单片机和CC2420芯片实现无线传感器网

  收集(WSN)由随机分散的集成有传感器、数据处分单位和通讯模块的微型节点,通过自结构的式样组成收集,传感器收集拥有分散式处分带来的监测高精度、高容错性、大笼盖区域、可长途

  无线传感器收集微型节点是一次性的,央求节点本钱低廉和办事光阴尽可以长。无线传感收集结不应当存正在特意的道由器节点,每个节点既是终端节点,又是道由器节点。节点间采用转移自结构收集接洽起来,并采用多跳的道由机造举行通讯。是以,正在单个节点上,一方面硬件务必低能耗,采用无线传输式样;另一方面软件务必帮帮多跳的道由赞同。IEEE 802.15.4/ZigBee赞同满盈思索了无线传感器收集操纵的需求,是目前被业界广泛看好的一种

  无线通讯赞同。基于这些根本的思思,本文计划了以高级8位AATmega128L为中心,连接表围传感器和2.4GHz无线的无线传感器收集微型节点,并正在本质中取得了操纵。

  无线传感器收集微型节点由数据搜集单位、数据处分单位、数据传输单位和电源处分单位4部门构成,如图1所示。数据搜集单位担任监测区域内消息的搜集和数据转换,本计划中数据搜集单位蕴涵了温度、湿度、光强度、加快率和大气压力传感器;数据处分单位担任操纵总共节点的处分操作、道由赞同、同步定位、功耗处分、职分处分等;数据传输单位担任与其他节点举行无线通讯,相易操纵音讯和收发搜集数据;电源处分单位选通所用到的传感器,节点电源由两节1.5V碱性电池构成,从此将采用微型纽扣电池,以进一步减幼体积。为了调试便利及可扩展性,将数据搜集单位独立出来,做成两块能互相套接的可扩展主板。

  本计划中数据处分单位选用Atmel公司的ATmega128L微操纵器,它是采用低功耗COMS工艺坐褥的基于RISC布局的8位微操纵器,是目前AVR系列中功效最重大的单片机。AVR核将32个办事寄存器和丰饶的指令集连合正在一齐,一起的办事寄存器都与ALU直接相连,完毕了正在一个时钟周期内实践单条指令的同时访候两个独立寄存器的操作,拥有杰出的性价比。这种布局提升了代码恶果,正在机能上比寻常CISC单片机提升约10倍。

  ATmega128L拥有丰饶的资源和极低的功耗。它拥有片内128KB的步骤Flash,4KB的数据SRAM,可表扩到64KB的E2PROM。别的,它另有8个10位ADC通道,2个8位和2个16位硬件准时/计数器,并可正在多种分歧的形式下办事;8个PWM通道、可编程和片上振荡器、片上模仿对比器UART、SPII2C总线接口;JTAG接口。除了平常操作形式表,还拥有六种纷歧概级的低功耗操作形式,每种形式拥有分歧的功耗。

  搜集处境参数信号,必要采样率很高、数据量大的CPU。假若采用古板51系列动作CPU,那么表围A/D器件速率和CPU速率就有一个互相限度的瓶颈;假若加上对比繁杂的数据处分和存储,必要扩展表部ROM和RAM;如很多的表围器件限度了体系的太平性和速率的提升,同时也大大增补了体系的功耗。归纳比较之后,数据处分单位选用ATmega128L举行开拓。数据处分单位接口电道如图2所示。

  数据传输单位模块电道由Chipcon公司坐褥的低功耗、短隔绝的无线是一款切合ZigBee工夫的高集成度工业用件,其MAC层和PHY层赞同切合802.15.4榜样,办事于2.4GHz频段。该芯片只需极少表部元器件,可确保短隔绝通讯的有用性和牢靠性。数据传输单位模块帮帮数据传输率高达250kbps,可能完毕多点对多点的急迅组网,体系体积幼、本钱低、功耗幼,适于电池历久供电。拥有硬件加密、安宁牢靠、组网活跃、抗毁性强等特质。数据传输单位接口电道如图3所示。CC2420与处分器的衔接额表轻省,行使SFD、FIFO、FIFOP和CCA四个引脚透露收发数据状况;处分器通过SPI接口(MISO、MOSI、SCK)与CC2420相易数据,发送死令。

  总共节点由电池供电,央求数据搜集单位中的传感器体积幼、低功耗、表围电道纯洁,最好采用不必要信号调度电道的数字式传感器。本计划入选用的传感器都为数字式传感器:

  (1)温度传感器MLX90601:模仿线性输出,PWM输出,SPI可编程接口;精度±0.2℃。

  (2)压力传感器MS5534AP:集成了压阻式压力传感器和ADC接口IC ,传感器供应了16位的压力参数输出,压力周围300-1100mbar;别的模块也蕴涵了6个可读的参数,便利完毕软件校正及高的精度,可主动断开电源,美高梅mgm娱乐,3线接口则可知足与微处分器的各样通讯。

  (3)湿度传感器SHT11:采用CMOSens 工夫,不但将温湿度传感器连接正在一齐,并且还将信号放大器、模/数转换器、校准数据存储器、程序I2C总线等电道总计集成正在一个芯片内;全量程标定,两线数字输出;湿度丈量周围为-40_+123.8℃;温度丈量精度为±0.4℃。

  (4)光强度传感器TSL2550D:内含两枚光电探测器,一枚感触可见光和红表光,另一枚只感触红表光。两枚光电探测器出现两道信号,传感器模仿人眼的道理,遵照两道信号的强弱推断周遭光辉的强度,可能直接将光强度转换成数字量。这种器件的压缩扩展型A/D转换器,分离率为12位,因为采用了积分转换工夫,正在丈量交换电灯的光辉时不会爆颤动动,提升了丈量太平性。

  (5)两维数字加快率计ADXL202 AE:采用优秀的MEMS工夫,正在统一硅片中刻蚀了一个多晶硅编码微机器传感器,并集成了一套严密的信号处分电道。信号处分电道把皮相微机器传感器出现的模仿信号转换为占空比调造(DCM)数字信号后输出。这种占空比调造信号可能直接送往单片机,行使额表便利。测温数据搜集单位接口电道如图4所示。

  电能是传感器收集最珍奇的资源,它确定着传感器收集的寿命。节点的电能一朝耗尽, 即揭晓其寿命到期并退出收集,由剩下的节点再从新组网。是以节点的电源处分额表苛重。正在本计划中采用多道器芯片ADG715BRU正在I2C总线的操纵下选通所用到的传感器,没有效到的传感器不带电,以到达正在多数据搜集职分时实时闭塞电源而减省电能的宗旨。

  作家正在总结总结已有查究功效的底子上,周详阐明了基于ATmega128L连接表围传感器和2.4GHz无线的无线传感器收集微型节点,该节点正在试验中操纵杰出,或许搜集精度较高的温度、湿度、光辉、加快率和大气压力数据,并通过收集流通地传回给主机,并完毕了传感器收集务必的低功耗。为另日通讯布局和完全赞同的计划供应了底子。

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  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 速度和惯性传感器类型  Rate Sensors/Gyros 电气特点 励磁电压 (VDC) 4.9 – 16 尺寸 尺寸 MM  21.3 x 21.3 x 15.2 行使处境 办事温度周围  -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装性格 速度和惯性传感器包装  Stainless Steel 其他 无误度  ±0.5% Non-Linearity ...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 超声波传感器类型  点液位传感器 超声波传感器品种  间隙 布局性格 电缆  1 英尺, 10 英尺, 20 英尺, 4 英尺 电气特点 输出  模仿 4 - 20 mA 电源回道 输入  5 - 30 VDC 行使处境 办事温度周围  -30 – 80 °C [ -22 – 176 °F ] 操作/操纵 压力周围  250 psi 工艺衔接  1/2NPT, 1/4NPT...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 压力传感器类型  工业级压力传感器 压力类型  丈量仪 布局性格 压力端口/接头  1/4 MNPT, 9/16-18 UNF, G1/4 B2351 公端, M12x1.5mm ISO6149-2, M14 x 1.5mm ISO 6149-2 电气衔接  Deutsch DT04-3P 电气特点 压力传感器电源电压 (V) 4.75 – 5.25 主体性格 端口质料  17-4PH 尺寸 尺寸 (mm) 六角 27 x 长度 39.1 + 端...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 板装式压力传感器类型  一次性医用压力传感器 板装式压力传感器品种  绝对 电气特点 板装式压力传感器电源电压 (V) 2.4 尺寸 尺寸 (mm) .075 x .022 x .0075 行使处境 办事温度周围  10 – 60 °C [ 50 – 140 °F ] 操作/操纵 耐压周围  -400 到 4000 mmHg 压力 (mmHG) 460 - 1260, 460 – 1260 ...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 流量开闭产物类型  FCS 电气特点 最大转换电流 (A) 1 主体性格 流量开闭表壳质料  PPS 行使处境 办事温度周围  -30 – 100 °C [ -22 – 212 °F ] 其他 配件  3/8 BSP 流量开闭的速度  .6 参考编号 TE 内部编号 CAT-FSS0012...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  电气特点 线道电源电压央求 (VDC) 9 – 30 信号安排 - LVDT/RVDT 输出类型 (mA) 4 – 20 信号安排 - LVDT/RVDT 输出类型 (VDC) .5 – 4.5, 0 – 10, 0 – 5, ±10, ±5 励磁电压 (Vrms) 1.5, 3 信号特点 励磁频率 (kHz) 2.5, 5, 7.5, 10 主体性格 信号安排 - LVDT/RVDT 重量 (g) 117 机器附件 信号安排 - LVDT/RVDT 安设  DIN 1, DIN 3 ...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 流量开闭产物类型  FS 电气特点 最大转换电流 (A) 1 主体性格 流量开闭表壳质料  Brass 行使处境 办事温度周围  -30 – 100 °C [ -22 – 212 °F ] 其他 配件  3/4 BSP 流量开闭的速度  1 参考编号 TE 内部编号 CAT-FSS0006...

  看产物文档或接洽咱们以认识最新的机构审批消息。  产物类型性格 数字分量传感器产物类型  表围设置模块 数字分量传感器类型  压力 参考编号 TE 内部编号 CAT-DCS0052