无线环境监测系统的设计方案

2011-08-19 12:56:16来源: 互联网
 

  1  总体方案设计

  在整个系统的设计过程中,终点和节点都需要一个主控芯片进行处理。主芯片选用MSP430F5438系列单片机。在信号调制方面采用了OOK(On.Off Keying)调制方案。在高频功放方面,采用了分立元件自制戊类放大器使用NEC公司的产品2SC3355做功放管。最后确定通信协议方案选择,设计思想足由检测终端发起一次信息阿步传输,所有的节点根据自己的编号在不同的时隙发送信息,中继节点自行搜索判断。通过一系列的选择和设汁,整个系统的结构设计如图1所示。

系统整体方案框图

图1 系统整体方案框图

  系统以MSP430F5438单片机作为终端和节点的主控芯片,光照探测由光敏电阻来实现,温度可由单片机内部自带的温度传感器得到。,数据的调制、接收采用串口通信,使用I/O口来控制天线的收发模式。

  2  系统的理论分析与计算

  2.1 发射机的电路分析与设计

  本地振荡采用lO.7 M谐振器以及74HC00构成的皮尔斯振荡器,同时通过门级电路还可以增大对后级丙放的驱动功率,而串121也可以通过与非门来调制信号。

  实际测量5圈,直径为3.4 em的线圈,在lO.7 MHz下测量得到电感量为1.553 uH,Q值为156。在lO.7 MHz时的损耗电阻为:

  得到r=0.669,所以在并联谐振下等效电阻为:

  2.2 开关状态功放输入输出匹配

  在节点上采用高效率的开关状态功放,而终端也可以使用戊类放大。设定输出功率为0.1 w。首先计算C3355的输出阻抗,假设C3355的输出功率为0.1 w,根据功放的最佳负载计算得到,我们的电源电压为Vc=3 V,设Vce=0.1V,输出功率Po=0.1 w,计算得出最佳输出电阻为

R=

 

 

 从C3355的datasheet上则三极管的输出得到集电极的输出电容,故假设输出电容是15 pF,阻抗可等效为一个42Ω的电阻与一个15 pF左右的电容并联。取集电极馈电线圈的电感为10 uH兼作为输出的谐振同路,此时所需的谐振电容为22.12 pF,所以还需要在集电极到地接入一个(10~22.12)pF的电容,为了便于调谐,采用了一只5/35pF的可调电容,经过这样后,三极管输出为42n的纯阻,然后经过一个42 Ω~16.3 kΩ的三阶低通滤波器实现阻抗变换,并且使输出波形平滑(滤掉载波的高次谐波)。

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关键字:无线环境监测  设计方案

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0819/article_3282.html
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