【正文】 的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位并產(chǎn)生 PUC 信號(hào) 。芯片內(nèi)部包括啟動(dòng)電路 、 偏置電路、電壓基準(zhǔn)源電路、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、功率管及其驅(qū)動(dòng)電路等模塊組成。 這一 現(xiàn)象 在上電復(fù)位時(shí) 并不第三章 前端節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) 13 特別明顯 ， 因?yàn)樯想姇r(shí)電路有足夠的擾動(dòng) ， 很容易建立振蕩 。 存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu) MSP430F149 的 存儲(chǔ)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(gè)地址空間中 ， 尋址能力為 64KB。 強(qiáng)大的處理能力 MSP430F149 單片機(jī)運(yùn)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(jiǎn)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(chǔ)器 都可以 參加各種運(yùn)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(dòng)下， 指令周期 為 167ns，滿足了 前端節(jié)點(diǎn)的 處理速度的要求 。本課題 使用單一傳感器， DS18B20 來(lái) 采集溫度信息。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的應(yīng)用范圍很廣泛， 不同的應(yīng)用場(chǎng)合 要求會(huì)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(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系 中 的重點(diǎn)。 具有 低功耗、 短距離通信的特點(diǎn)。 本次電源設(shè)計(jì) 采用 USB 供電 。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般是 通過(guò) 隨機(jī)分布到 檢測(cè)區(qū)域的 節(jié)點(diǎn)自組織構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)， 檢測(cè)區(qū)域環(huán)境較為惡劣， 節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始工作后 ， 很難進(jìn)行人工干預(yù) ， 因此需要其 具有自組織 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò) 的能力。 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基本理論 5 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的基本理論 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是 一種新型的 信息獲取 和信息處理技術(shù)， 其主要由網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)兩部分構(gòu)成 ， 其中 ，節(jié)點(diǎn)的性能 直接關(guān)系到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用 ， 是 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分 [10]~[12]。 （ 2） 水環(huán)境監(jiān)測(cè) [9]。 我國(guó)在 現(xiàn)代意義的 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及 應(yīng)用方面 幾乎與發(fā)達(dá)國(guó)家同步啟動(dòng)。 （ 2） Smart Dust（智能塵埃）是 美國(guó)國(guó)防部委托 加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)發(fā) 的一款無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)， 其 采用了 SOC 設(shè)計(jì)方案 ， 將 傳感單元、 處理器 、光通信模塊 等 集成到一個(gè)芯片， 成功達(dá)到 體積 和 功耗設(shè)計(jì)要求 。到目前為止 ，軍事領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域 比較有代表性 的研究 計(jì)劃 和成果有： （ 1） 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)高集成度 的特點(diǎn) 使其適合應(yīng)用于環(huán)境惡劣的地方 ，如戰(zhàn)場(chǎng)偵察，敵情監(jiān)控 等軍事用途， 美國(guó)軍方 的無(wú)人值守地面 傳感器 群 等 相關(guān)項(xiàng)目。 課題的價(jià)值及意義 無(wú)線傳感器 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 ， 但由于其技術(shù)尚未完全成熟 ， 全面應(yīng)用還有待時(shí)電子科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 日 ， 所以仍然存在著 巨大的 應(yīng)用缺口 和 發(fā)展?jié)摿?， 因此無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 及 傳感器節(jié)點(diǎn)的研究 具有很大的 必要性。 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)自然環(huán)境 的監(jiān)測(cè) 以及 對(duì)生產(chǎn)生活環(huán)境 的 檢測(cè)要求 不斷地 提高 。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 是 構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的 最基本單位， 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用 。 關(guān)鍵字： WSN， MSP430， 溫度采集 ， RS485， 節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 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(jià)值及意義 ............................................................................................ 1 課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 課題難點(diǎn)、重點(diǎn)、核心問(wèn)題及方向 ................................................................ 4 第二章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基本理論 .................................................................... 5 無(wú)線傳感器網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)的概念 ............................................................................ 5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn) ............................................................................ 5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu) .................................................................... 6 本章小結(jié) ............................................................................................................ 7 第三章 前端節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................ 8 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................... 9 MSP430 微處理器模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ........................................................... 10 核心芯片 MSP430F149 ............................................................................ 10 晶振電路 ................................................................................................... 12 電源電路 ................................................................................................... 13 復(fù)位電路 ................................................................................................... 13 節(jié)點(diǎn)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 14 溫度傳感器 DS18B20............................................................................... 14 7 段數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) ........................................................................ 15 串行通信模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .......................................................................... 17 RS232 通信 .............................................................................................. 17 RS232C 接口標(biāo)準(zhǔn) ................................................................................ 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(wú)線通信 ................................................................................................... 22 本章小結(jié) .......................................................................................................... 23 第四章 PCB 板的設(shè)計(jì)與調(diào)試 ...................................................................................... 24 PCB 設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題及設(shè)計(jì)原則 ...................................