【正文】 min typ max 單位 供電 DC 3 5 V 供電電流 測(cè)量 mA 平均 1 mA 待機(jī) 100 150 uA 采樣周期 秒 1 次 注：采樣周期的時(shí)間間隔不可以低于 1 秒鐘 BH1750FVI 光照傳感器設(shè)計(jì) （ 1）、 BH1750FVI 基本概述 利用 BH1750FVI 的高分辨率能夠探測(cè)出較大范圍光照強(qiáng)度的變化，它是一種數(shù)字型光照強(qiáng)度傳感器集成電路，且應(yīng)用于兩線式串行總線接口。超小的體積、極低的功耗、信號(hào)傳輸距離可以達(dá)到 20 米以上，這讓它成為了各類(lèi)應(yīng)用甚至是最為苛刻應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。校準(zhǔn)系數(shù)將會(huì)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中傳感器的內(nèi)部將會(huì)調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。所以這種產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是具有超快的響應(yīng)、卓越的品質(zhì)、強(qiáng)大的抗干擾能力、極高的性價(jià)比等。 NRF24L0l所有的配置字都由配置寄存器定義 ，這些配置寄存器可通過(guò) SPI 口訪問(wèn)，一共有 25個(gè) NRF24L01配置寄存器， DHT11溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì) （ 1）、 DHT11 基本概述 DHT11溫濕度傳感器為了確保其產(chǎn)品具有非常高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性 ，它采用的是專(zhuān)用溫濕度傳感技術(shù)以及數(shù)字模塊采集技術(shù)，并且它 是一 個(gè) 含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器 。 總共有 8個(gè)指令是 與 SPI 相關(guān)的，在使用時(shí)這些控制指令由 NRF24L01的 MOSI 輸入。 (1)、工作模式 降低電流損耗是 待機(jī)模式 1的主要目的，在待機(jī)模式 1下晶體振蕩器仍然可以正常工作 當(dāng) FIFO 寄存器為空并且 CE 為高電平時(shí)，那么就會(huì)進(jìn)入到 待機(jī)模式 2 電流 在掉電模式下?lián)p耗最小，同時(shí) NRF24L01在此模式下也不能工作，但是它所有的配置寄存器的值仍然可以保留 在 待機(jī)模式下，所有的配置字仍然可以保留 (2)、配置字 SPI 口最大的傳送速率為 10 Mb/s，它是一種同步串行通信接口，在傳輸時(shí)，首先將低位字節(jié)進(jìn)行傳送，接著再將高位字節(jié)進(jìn)行傳送。最 終 接收成功時(shí)， 如果 CE 變 為 低 電平 ，那么 NRF24L01就 進(jìn)入 到 空閑模式 1。當(dāng)有效的地址和 CRC 被 接收方檢測(cè)到時(shí)， 則 將 數(shù)據(jù)包 存儲(chǔ)在 RX FIFO 中，同時(shí) 將 中斷標(biāo)志位 RX_DR 設(shè) 置 成 高 電平 ， IRQ變 為 低 電平 ， 從而 產(chǎn)生中斷， 傳達(dá)給 MCU 去取數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有 數(shù)據(jù) 在 發(fā)送堆棧中 并 且 CE 為高 電平 ， 那么就 進(jìn)入到 空閑模式 2。最后發(fā)射成功時(shí) ,若 CE 為低 電平，那么 NRF24L01 就會(huì) 進(jìn)入 到 空閑模式 1 。與此 同時(shí) ， TX_PLD 將會(huì) 從 TX FIFO 中清除 ； 若 沒(méi)有接 收到應(yīng)答， 那么就 自動(dòng)重新發(fā)射數(shù)據(jù) (開(kāi)啟自動(dòng)重發(fā) )。 然后 CE 要 保持至少 10 μs的 高電平， 并 延遲 130 μs后 才能將數(shù)據(jù) 發(fā)射出去；如果 自動(dòng)應(yīng)答開(kāi)啟，那么 NRF24L01 在數(shù) 據(jù) 發(fā)射之 后 會(huì) 立即進(jìn)入 到 接收模式，接收應(yīng)答信號(hào)（接收 的 節(jié)點(diǎn)地址 TX_ADDR 應(yīng)該與自動(dòng)應(yīng)答接收地址 保持 一致）。 （ 2）、 NRF24L01 主要特點(diǎn) 調(diào)制 OSI 鏈路層 CRC 校驗(yàn)碼 l Mb/s 或 2Mb/s 速率為 0 Mb/s～ 10 Mb/s 125個(gè)頻道 他 nRF24系列射頻器件相兼容 4 mm4 mm封裝 V～ V （ 3）、 NRF24L01引腳說(shuō)明 引腳 名稱(chēng) 引腳功能 描述 引腳 名稱(chēng) 引腳功能 描述 1 CE 數(shù)字輸入 RX 或 TX模式選擇 11 VDDPA 電源輸出 給 RF 提供+ 電源 2 CSN 數(shù)字輸入 SPI 片選信號(hào) 12 ANT1 天線 天線接口 1 3 SCK 數(shù)字輸入 SPI 時(shí)鐘 13 ANT2 天線 天線接口 2 4 MOSI 數(shù)字輸入 從 SPI 數(shù)據(jù)輸入腳 14 VSS 電源 接地（ 0V） 5 MISO 數(shù)字輸出 從 SPI 數(shù)據(jù)輸出腳 15 VDD 電源 電源（ +3V） 6 IRQ 數(shù)字輸出 可屏蔽中斷腳 16 IREF 模擬輸入 參考電流 7 VDD 電源 電源（ +3V） 17 VSS 電源 接地（ 0V） 8 VSS 電源 接地（ 0V） 18 VDD 電源 電源（ +3V） 9 XC2 模擬輸出 晶體振蕩器 2腳 19 DVDD 電源輸出 去耦電路電源正極端 10 XC1 模擬輸入 晶體振蕩器 1腳 /外部時(shí)鐘輸入腳 20 VSS 電源 接地（ 0V） （ 4）、 NRF24L01工作原理 當(dāng) NRF24L01 進(jìn)行 發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先 應(yīng)該 將 它的 配置 設(shè)定成 發(fā)射模式 ；然后 把有效數(shù)據(jù) TX_PLD與 接收 節(jié)點(diǎn) 的 地址 TX_ADDR由 SPI口按照時(shí)序?qū)懭?NRF24L01 的 緩存區(qū) 域內(nèi)。 NRF24L01功耗低，在以 6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有 9 mA ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 此外 STC89C52 能夠 降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作， 監(jiān)控節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) PID 控 制 算 法 數(shù) 據(jù) 融 合 處 理 傳 感 器 控 制 鍵 盤(pán) 液 晶 顯 示 通 信 子 程 序 支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式 。在單 片機(jī)的 芯片上， 具有靈敏 的 8 位 CPU 以及 系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 ，使得 STC89C52 為 大量的 嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。該器件是 一 個(gè) 高性能 、 低功耗 的 CMOS 八位 微控制器 ， 它 具有 8K 的 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ， STC89C52 使用 的是 經(jīng)典的 MCS51內(nèi)核 ， 它的 最高運(yùn)作頻率 為 35 MHz。軟件結(jié)構(gòu)如下圖 所示： 圖 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 軟件部分主要包括系統(tǒng)初始化、主程序模塊、溫濕度傳感器 DHT1光照強(qiáng)度傳感器TSL256多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)、系統(tǒng)的控制策略 PID 算法、鍵盤(pán)輸入模塊、液晶顯示模塊，串口通信模塊幾個(gè)部分，是用來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件的功能。 多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線通信 的 方式形成 了 一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò) ，其中的 各個(gè) 節(jié)點(diǎn)將 會(huì)把 采集到的數(shù)據(jù) 按照 最近的 路線逐個(gè)傳遞 到離監(jiān)測(cè)中心最近的傳感器節(jié)點(diǎn) ，再?gòu)墓?jié)點(diǎn)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。系統(tǒng) 節(jié)點(diǎn)模塊結(jié)構(gòu)圖如下圖 所示： 報(bào) 警 電 路（ L E D 1 ）電 源 模 塊溫 濕 度 傳 感 器光 照 傳 感 器二 氧 化 碳 濃 度傳 感 器傳 感 器 模 塊數(shù) 據(jù) 處 理 模 塊微 處 理 器存 儲(chǔ) 器通 信 模 塊射 頻 R F 圖 節(jié)點(diǎn) 模塊結(jié)構(gòu)圖 工作原理 本系統(tǒng)采用溫濕度傳感器 DHT11 和光照傳感器 BH1750FVI實(shí)現(xiàn)對(duì)蔬菜大棚環(huán)境內(nèi)溫濕度和光照強(qiáng)度參數(shù)的監(jiān)測(cè) ，構(gòu)成系統(tǒng)的傳感器模塊 ； 傳感器模塊定時(shí)檢測(cè)這些參數(shù)，檢測(cè)到這些參數(shù)后，通過(guò)無(wú)線模塊 NRF24L01 發(fā)射出去，當(dāng)無(wú)線接收模塊接收到這些參數(shù)后 ，則會(huì)將這些參數(shù)顯示在液晶顯示模塊 LCD1602 上面 ，與此同時(shí)，當(dāng)無(wú)線接收模塊接收到的這些參數(shù)大于某個(gè)閥值時(shí)，則蜂鳴器就會(huì)報(bào)警。 主要 的 技術(shù)指 標(biāo) （ 1）、 通信頻段： （ 2）、 通信 和 組網(wǎng)：負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)環(huán)境信息的傳感器節(jié)點(diǎn) 通過(guò) 自組織 方式 搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并且 向基礎(chǔ)服務(wù) 和 管理層提供服務(wù)支持 （ 3）、 節(jié)點(diǎn)可靠通信范圍： 100m （ 4）、 傳感器精度：溫度 ℃ （ 25℃ 時(shí)） 、 濕度 %RH（ 20%— 80%RH） 、 光照強(qiáng)度1lx 系統(tǒng)組成及工作原理 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)由傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊、液晶顯示模塊、報(bào)警電路模塊和電源模塊這幾個(gè)部分組成。 3 系統(tǒng)分析和總體設(shè)計(jì) 對(duì)無(wú)線傳感器系統(tǒng)的要求 該 系統(tǒng)由溫濕度傳感器 DHT1光照傳感器 BH1750FVI、 STC89C52 單片機(jī) 、無(wú)線收發(fā)芯片 NRF24L0液晶顯示 LCD160報(bào)警電路和 電源模塊組成。節(jié)點(diǎn)自定位 指的是 確定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn) 的 自身位置，這是隨機(jī)部署組網(wǎng)的基本要求。在整個(gè)體系中， 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是 被當(dāng)作分布式數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立存在 的 ， 它的目的是 實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀物理世界的實(shí)時(shí) 與 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。 (3)、 分布式數(shù)據(jù)管理和信息融合 分布式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理是以數(shù)據(jù)中心為 主要 特征的 ，它是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的重要技術(shù)之一。通過(guò)時(shí)間同步協(xié)議完成節(jié)點(diǎn)間的對(duì)時(shí) 是其 常用 的 方法， 并 通過(guò)濾波技術(shù)抑制時(shí)鐘噪聲 與 漂移。 目前 ，研究人員一方面 需要 探討在不同組網(wǎng)形式、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)中可能 會(huì)遭遇 到的各種攻擊形式；另一方面 還需要 設(shè)計(jì)安