【正文】 溢IdleSFTX SFRXSTXSTXSFSTXONSFSTXONSCALLCSn=0圖 28 CC1101 的狀態(tài)機 液晶顯示器 LCD1602 概述LCD1602 液晶顯示器的顯示原理：通過控制電壓變化，改變液晶的排列狀態(tài)，顯示出字符。使用 SmartRF_Studio 軟件來進行 CC1101 寄存器各種的配置 ,以獲得最佳寄存器性能，并且修改寄存器要在 IDLE 模式下。 11圖 27 CC1101 電路圖CC1101 引腳說明見表 23。CC1101 芯片具有自動低功耗輪詢無線喚醒(WOR)功能，支持串行異步和同步接收/發(fā)送模式，能夠向后兼容現(xiàn)有無線通信協(xié)議。CC1101 工作波段符合我國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在典型的系統(tǒng)中，一個無線傳輸模塊中 CC1101 芯片通常會與一顆微型控制器和少數(shù)附加的無源組件一起使用。圖 25 DS18B20 初始化時序10圖 26 DS18B20 讀寫時序 無線傳輸模塊 CC1101 概述無線射頻在社會生活中已經(jīng)開始被廣泛應(yīng)用，無線傳輸模塊因其低功耗、運行穩(wěn)定、連接性好、靈敏度高、外圍元件簡單的特點，被大量采用。9圖 24 DS18B20 T092 引腳封裝圖表 22 DS18B20 引腳說明要從 DS18B20 傳感器中讀寫數(shù)據(jù)，必須能夠?qū)υ搨鞲衅鞯馁A存器進行驅(qū)動。對 DS18B20 的操作都是建立在對內(nèi)部寄存器寫和讀的基礎(chǔ)上的。DS18B20 主要由三部分組成：1)64 位激光ROM。DS18B20 是單線式的智能數(shù)字化溫度傳感器，遵循“單線總線系統(tǒng)”的單線協(xié)議。DS18B20溫度傳感器體積小，采用單總線與單片機相連，硬件電路簡潔。MSP430F149 的中斷向量表如表 21。當(dāng)中斷事件提出中斷請求時，會通過硬件向中央處理器提供向量。圖 23 展示了 16 個寄存器的結(jié)構(gòu)。6圖 2 1 MSP430F149 硬件結(jié)構(gòu)圖圖 2 2 MSP430F149 外圍引腳分布中央處理器的性能直接關(guān)系到單片機的數(shù)據(jù)處理能力，MSP430F149 的 CPU 內(nèi)部由一個 16 位邏輯算術(shù)運算單元，16 個寄存器和 1 個指令控制單元組成。硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 21，主要包括 16 精簡指令中央處理單元、存儲器、外圍模塊、時鐘模塊、地址總線和數(shù)據(jù)總線。MSP430 系列 F149 型單片機為馮MSP430F149 型單片機同其他 MSP430 系列單片機一樣，片上外圍模塊豐富。MSP430 系列單片機系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有方便靈活的開發(fā)環(huán)境，能工作在多種工作模式下，使用靈活方便。采用單片機進行環(huán)境信息測量、信息存儲、數(shù)字顯示、實時監(jiān)控等工業(yè)控制對于企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高工作效率，節(jié)能環(huán)保等都具有重要的意義。5 MSP430F149 型單片機概述系統(tǒng)標(biāo)簽節(jié)點的數(shù)據(jù)處理模塊采用 MSP430 系列的 F149 型單片機。利用 Windows API 可實現(xiàn)圖形用戶界面設(shè)計，網(wǎng)絡(luò)通信，串口通信等功能。Windows API 包含了操作系統(tǒng)所需的豐富的接口函數(shù)。 Windows 系統(tǒng)編程概述Windows 系統(tǒng)是人們再熟悉不過的圖形界面方式的操作系統(tǒng)，具有良好的交互性。傳感器節(jié)點工作環(huán)境通常是野外等較差的地方，要求功耗小，體積小，成本低，能適應(yīng)通信狀況不良的環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點隨機分布的特性要求傳感器節(jié)點具有自行組建無線網(wǎng)絡(luò)的特點；節(jié)點數(shù)量龐大。傳感器節(jié)點往往是隨機的分布在一定的區(qū)域，能夠運行分布式協(xié)議能夠自組成網(wǎng)，協(xié)作地感知環(huán)境中的信息，并進行處理，最終發(fā)給用戶。傳感器節(jié)點通?？煽醋鍪且粋€具有感知能力的微型嵌入式系統(tǒng)，消耗較少的電量，并且具有信息處理能力。無線傳感網(wǎng)是一種由大量的傳感器節(jié)點組建成的，對等式的網(wǎng)絡(luò)。上位機監(jiān)控軟件：PC 機接收來自閱讀器的數(shù)據(jù)進行處理，以文字和圖形的方式顯示在屏幕上，并在隧道環(huán)境溫度出現(xiàn)異常時發(fā)出警告。閱讀器模塊：即中心控制節(jié)點。標(biāo)簽節(jié)點主要負責(zé)溫度采集，采用特定的數(shù)據(jù)包格式將采集到的溫度數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器；此外，標(biāo)簽節(jié)點需要廣播自己的地址，轉(zhuǎn)發(fā)其他標(biāo)簽的數(shù)據(jù)包，與其他標(biāo)簽通信，建立路由表，完成與網(wǎng)內(nèi)通信，數(shù)據(jù)傳輸。其主要功能如下：溫度采集模塊：系統(tǒng)在隧道環(huán)境中利用帶有傳感器的節(jié)點對環(huán)境中的溫度進行采集。硬件環(huán)境：PC 機，MSP430F149 型單片機， CC1101 無線傳輸模塊，溫度傳感3器，警報模塊。本無線自組網(wǎng)溫度采集系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)類設(shè)計開發(fā)，須同時具備軟硬件環(huán)境才能完成系統(tǒng)的設(shè)計。本系統(tǒng)為野外勘探、采礦等工作人員的安全提供了保障。傳感網(wǎng)中采用智能溫度傳感器感知溫度信息，通過無線自組網(wǎng)絡(luò)將采集到的溫度信息無線傳送到控制中心，控制中心接收數(shù)據(jù)保存并分析，隨時隨地掌握采集點溫度的變化情況，為溫度控制系統(tǒng)提供環(huán)境溫度信息。利用無線傳輸模塊和單片機構(gòu)成的系統(tǒng)可實現(xiàn)近距離低功耗傳輸數(shù)據(jù)，具有操作靈活，可拓展性強，通用性強，可應(yīng)用在各種無線遙測領(lǐng)域。無線測溫技術(shù)是近年來隨著無線傳輸方式的發(fā)展和智能溫度傳感器的出現(xiàn)而新興的一項現(xiàn)代化溫度測量技術(shù)。各式各樣的傳感器在日常生活中已司空見慣，無線自組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用范圍愈加廣泛。2第一章 概述社會飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的時代已經(jīng)到來。C 到 125176。本系統(tǒng)軟件復(fù)用性強，只需對系統(tǒng)做輕微改動，更換傳感器元器件后便能實現(xiàn)對環(huán)境中其他信息的采集和監(jiān)測。無線傳感網(wǎng)中傳感器節(jié)點體積小、重量輕、功耗低、鋪設(shè)方便，能在電池供電的情況下連續(xù)工作數(shù)月甚至數(shù)年都無需更換電源。在惡劣的環(huán)境中，無線自組網(wǎng)溫度采集系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，實時采集環(huán)境中溫度信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控終端，監(jiān)控人員通過監(jiān)控終端的實時監(jiān)測軟件 能及時了解被檢測地點的溫度信息。若采用有線連接方式連接環(huán)境信息采集網(wǎng)絡(luò)，長時間工作可能會造成因強電燒毀傳感器原件，線路老化等問題，影響環(huán)境信息的采集。在礦山采礦時，常常會因為工作人員的疏忽而給企業(yè)的財產(chǎn)和工作人員的安全帶來極大的危害。物聯(lián)網(wǎng)的時代到來，已經(jīng)從個人到家庭，再到工業(yè)生產(chǎn)都已滲透到生活的每個角落。在現(xiàn)代物流、智能建筑、食品、醫(yī)療、智能家居、智能交通等行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始得到廣泛應(yīng)用。隧 道 環(huán) 境 無 線 傳 感 網(wǎng) 溫 度 采 集 系統(tǒng)畢業(yè)論文目 錄引言 ........................................................................................................................................1第一章 概述 ........................................................................................................................2 項目背景 ................................................................................................................2 系統(tǒng)開發(fā)意義 ........................................................................................................2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 ........................................................................................................2 系統(tǒng)主要功能 ........................................................................................................3第二章 系統(tǒng)開發(fā)概述 ........................................................................................................4 無線傳感網(wǎng)概述 ....................................................................................................4 WINDOWS 系統(tǒng)編程概述 .......................................................................................4 硬件概述 ................................................................................................................5 MSP430F149 型單片機概述 .............................................................................5 DS18B20 溫度傳感器概述 ...............................................................................8 無線傳輸模塊 CC1101 概述 ......................................................................10 液晶顯示器 LCD1602 概述 ........................................................................13第三章 系統(tǒng)分析與設(shè)計 ..................................................................................................17 系統(tǒng)需求分析 ......................................................................................................17 硬件設(shè)計 ..............................................................................................................17 節(jié)點信息處理 ..............................................................................................17 溫度信息采集 ..............................................................................................21 信息無線傳輸 ..............................................................................................23 溫度信息顯示 ..............................................................................................27 警報觸發(fā)模塊 ...............................................................