【正文】 的產(chǎn)生會導致系統(tǒng)復位并產(chǎn)生 PUC 信號 。芯片內(nèi)部包括啟動電路 、 偏置電路、電壓基準源電路、過熱保護、過流保護、功率管及其驅(qū)動電路等模塊組成。 這一 現(xiàn)象 在上電復位時 并不第三章 前端節(jié)點的硬件設計 13 特別明顯 ， 因為上電時電路有足夠的擾動 ， 很容易建立振蕩 。 存儲空間結(jié)構(gòu) MSP430F149 的 存儲空間 采用 “馮 ——諾依曼 ”結(jié)構(gòu) ， ROM、 RAM、 外圍模塊和 SFR 由同一組地址及數(shù)據(jù)總線連在同一個地址空間中 ， 尋址能力為 64KB。 強大的處理能力 MSP430F149 單片機運行 16 位 RISC 指令集 ， 具有豐富的尋址方式 （ 7 種 源操作數(shù)尋址， 4 種 目的操作數(shù)尋址） 、 簡潔的 27 條 內(nèi)核指令 以及大量的模擬指令； 大量的寄存器以及 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 都可以 參加各種運算； 還有高效的查表處理方法 ；有高效的處理速度 ， 在 6M 晶體 振動下， 指令周期 為 167ns，滿足了 前端節(jié)點的 處理速度的要求 。本課題 使用單一傳感器， DS18B20 來 采集溫度信息。 無線傳感器網(wǎng)絡 的應用范圍很廣泛， 不同的應用場合 要求會有所不同， 比如采樣速率 和 處理能力 等。 （ 2）低成本 。 這些都是 整個無線傳感器網(wǎng)絡體系 中 的重點。 具有 低功耗、 短距離通信的特點。 本次電源設計 采用 USB 供電 。無線傳感器網(wǎng)絡一般是 通過 隨機分布到 檢測區(qū)域的 節(jié)點自組織構(gòu)成網(wǎng)絡， 檢測區(qū)域環(huán)境較為惡劣， 節(jié)點網(wǎng)絡開始工作后 ， 很難進行人工干預 ， 因此需要其 具有自組織 構(gòu)成網(wǎng)絡 的能力。 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本理論 5 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點 的基本理論 無線傳感器網(wǎng)絡是 一種新型的 信息獲取 和信息處理技術， 其主要由網(wǎng)絡和節(jié)點兩部分構(gòu)成 ， 其中 ，節(jié)點的性能 直接關系到無線傳感器網(wǎng)絡在實際環(huán)境中的應用 ， 是 無線傳感器網(wǎng)絡的核心組成部分 [10]~[12]。 （ 2） 水環(huán)境監(jiān)測 [9]。 我國在 現(xiàn)代意義的 無線傳感器網(wǎng)絡及 應用方面 幾乎與發(fā)達國家同步啟動。 （ 2） Smart Dust（智能塵埃）是 美國國防部委托 加州大學伯克利分校開發(fā) 的一款無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點， 其 采用了 SOC 設計方案 ， 將 傳感單元、 處理器 、光通信模塊 等 集成到一個芯片， 成功達到 體積 和 功耗設計要求 。到目前為止 ，軍事領域、工業(yè)領域 比較有代表性 的研究 計劃 和成果有： （ 1） 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點高集成度 的特點 使其適合應用于環(huán)境惡劣的地方 ，如戰(zhàn)場偵察，敵情監(jiān)控 等軍事用途， 美國軍方 的無人值守地面 傳感器 群 等 相關項目。 課題的價值及意義 無線傳感器 應用領域廣泛 ， 但由于其技術尚未完全成熟 ， 全面應用還有待時電子科技大學學士學位論文 2 日 ， 所以仍然存在著 巨大的 應用缺口 和 發(fā)展?jié)摿?， 因此無線傳感器網(wǎng)絡 及 傳感器節(jié)點的研究 具有很大的 必要性。 隨著科學技術的高速發(fā)展，人們對自然環(huán)境 的監(jiān)測 以及 對生產(chǎn)生活環(huán)境 的 檢測要求 不斷地 提高 。 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點 是 構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡 的 最基本單位， 在無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用 。 關鍵字： WSN， MSP430， 溫度采集 ， RS485， 節(jié)點硬件設計 ABSTRACT Ⅱ ABSTRACT Wireless sensor works(WSN) technology, which bines sensor technology, embedded puting technology, modern work and wireless munications technology, has the potential for development. As a basic unit of wireless sensor works, wireless sensor work nodes play a very important role in wireless sensor work system. Node technology, which directly determines the performance of the entire work, has a close relationship in upgrading and development of wireless sensor work. In this dissertation, based on the background of temperature monitoring in the industrial environment, the wireless sensor work note is researched and designed. Firstly, the structure of the nodes is studied. MSP430F149 is selected as the nucleus of the work node. According to the procedure of the embedded system, the ponents which are needed in nodes design are selected. After analyzing the rules of modular design carefully, the PCB boards of the wireless sensor work nodes are designed and debugging. Key Words: WSN, MSP430, temperature monitoring, RS485, hardware design 目錄 III 目 錄 第一章 引言 .................................................................................................................... 1 課題背景 ............................................................................................................ 1 課題的價值及意義 ............................................................................................ 1 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 課題難點、重點、核心問題及方向 ................................................................ 4 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本理論 .................................................................... 5 無線傳感器網(wǎng) 絡節(jié)點的概念 ............................................................................ 5 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的特點 ............................................................................ 5 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的硬件結(jié)構(gòu) .................................................................... 6 本章小結(jié) ............................................................................................................ 7 第三章 前端節(jié)點的硬件設計 ........................................................................................ 8 總體結(jié)構(gòu)設計 .................................................................................................... 9 MSP430 微處理器模塊的設計與實現(xiàn) ........................................................... 10 核心芯片 MSP430F149 ............................................................................ 10 晶振電路 ................................................................................................... 12 電源電路 ................................................................................................... 13 復位電路 ................................................................................................... 13 節(jié)點采集模塊的設計與實現(xiàn) .......................................................................... 14 溫度傳感器 DS18B20............................................................................... 14 7 段數(shù)碼管動態(tài)顯示驅(qū)動 ........................................................................ 15 串行通信模塊的設計與實現(xiàn) .......................................................................... 17 RS232 通信 .............................................................................................. 17 RS232C 接口標準 ................................................................................ 17 硬件連接 ................................................................................................ 18 RS485 通信 .............................................................................................. 19 RS485 總線具體參數(shù) ........................................................................... 19 RS485 可靠性分析 ............................................................................... 19 硬件連接 ................................................................................................ 22 目錄 IV 無線通信 ................................................................................................... 22 本章小結(jié) .......................................................................................................... 23 第四章 PCB 板的設計與調(diào)試 ...................................................................................... 24 PCB 設計常見問題及設計原則 ...................................