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无线环境监测模拟装置的探讨

 
无线环境(environment)监测模拟装置的探讨 
本文对无线(wireless)环境监测模拟装置(device)方案和检测进行探讨,模拟系统由监测终端与两个探测点构成,信号调制采用ASK调制方式。扬州环境检测中心是利用GIS技术对环境监测网络进行设计,环境监测收集的信息又能通过GIS适时储存和显示,并对所选评价区域进行详细的场地监测和分析。监测终端和探测点都以P89LPC922为控制核心,监测终端包括无线收发模块、液晶显示模块部分;探测点包括无线收发模块、光电检测模块、温度检测模块,并具有存储转发功能。无线收发模块以单片射频收发低功耗芯片TH7122为核心芯片,发射载波频率为27MHz。温度检测模块采用低功耗数字温度传感器(transducer)TMP102,其精度可达0.5度;光电检测模块充分利用了单片机P89LPC922I/O口的特性(characteristic]),使得这一部分的电路比较简单,并且整个系统的功耗比较低,满足了设计的要求。
  1 方案设计与论证
  1.1 无线收发模块
  (1)方案比较:方案一:采用编解码集成电路PT2262/2272,其为CMOS工艺制造,具有低功耗、外部元器件少,工作电压范围宽:2.6~15v等特点,应用于车辆防盗系统(system)、家庭防盗系统、遥控玩具、其他电器遥控等方面。扬州环境检测中心是利用GIS技术对环境监测网络进行设计,环境监测收集的信息又能通过GIS适时储存和显示,并对所选评价区域进行详细的场地监测和分析。方案二:采用XEMICS公司推出的CMOS超低功率传输器、单片无线收发芯片XE1209,其适用于小范围低频、音频资料传输系统,可以实现2次连续(Continuity)相位频率位移键控调制(FSK)。方案三:以MELEXIS公司的单片射频收发芯片TH7122作为主要芯片,其工作频率范围在27MHz~930MHz,具有很宽的调谐范围。可以工作在4种不同的状态下:待机状态、发送状态、接收状态和空闲状态。(2)方案确定:综合分析以上三种方案的优缺点,方案三具有更大的优越性、灵活性,因此我们采用方案三作为具体实施的方案。
  1.2 处理器比较与选择
  由于本系统中的两个探测点采用两节1.5V干电池供电,并要求尽量降低各探测节点的功耗,因此采用一般的C51单片机并不满足要求。而ARM微控制器STM32系列虽然具有丰富的资源、强大的功能与低功耗等特点,但是其性价比相对来说比较高,整机电路也比较复杂,故也不选取。因此在保证满足要求的前提下,我们选择了适合于许多要求高集成度、低成本的P89LPC922微控制器,其集成了许多系统级的功能,大大减少了元件的数目并降低系统的成本。
  1.3 显示器比较与选择
  (1)方案(plan)比较。方案一:采用DM-162液晶显示模块,具有低功耗、模块结构(Structure)紧凑、轻巧、装配容易等特点,但是其界面比较小,不能达到比较好显示的效果。方案二:采用汉字图形点阵液晶显示模块RT12864M,可显示的内容非常丰富,但是其功耗相对高于NOKIA 5110。方案三:采用NOKIA5110手机液晶,其驱动采用低功耗的CMOS LCD控制驱动器PCD8544,所有的显示功能集成在一块芯片上,所需外部元件很少且功耗小。(2)方案确定。综合以上分析(Analyse),从功耗与性价比的角度来考虑,我们选择(Select)方案三作为显示模块。(3)信道调制方式。由于无线收发芯片已经确定使用了单片射频收发芯片TH7122,其在发射模式下产生载波频率,可以采用FSK/ASK/FM三种调制方式,但是在本系统中我们固定了载波频率为27MHz,再综合这三种调制方式的特点,另外FSK对鉴频器的参数非常高,对调试不是很方便,因此在这里采用ASK调制方式作为具体实现的方案。(4)总体方案根据以上分析与论证,我们确定了总体设计方案:监测(Food Monitor)终端硬件以P89LPC922为主控制器,以液晶5110、无线收发模块为受控模块。探测点也以P89LPC922为主控制器,以无线收发模块、光电传感器与温度传感器为受控模块。
  2 系统(system)测试及数据分析
  2.1 测试仪器及设备
  (1)UT30D数字万用表。(2)SS-7802 20M数字示波器。
  2.2 测试(TestMeasure)方法及数据
  (1)测试(TestMeasure)方法。1)分模块进行测试:对探测节点的光照检测进行测试,验证它是否能正常工作;对探测节点的温度检测进行测试,验证它是否能正常工作;对无线通信模块进行测试,验证是否能正常通信。2)保证各模块正常工作之后,再进行整机测试。(2)数据记录。直接对单个光敏电阻进行光照变化时的阻值测量,记录数据如下:
  2.3 数据分析(Data Analysis)
  以上对光敏电阻阻值的测量,由于光敏电阻本身的特性与操作(operate)方法(method)的原因,所记录的数据只是针对于某个特定情况之下,其实光敏电阻的阻值是随光照强度的变化而变化的。扬州甲醛检测是指通过特定的方法或仪器,对空气、水、食品、衣物、板材、皮革等含有的甲醛做定量检测。白挺或免烫的衣物,尤其是有些牛仔裤、标榜100%防皱防缩的衣裤或全棉免烫衬衫使用乙二醛树脂定型,都含有甲醛成分。
  3 结语
  本系统主要由P89LPC922微控制(control)器、单片射频收发芯片TH7122、低耗电数字温度传感器(类型:热电偶、热敏电阻等)TMP102等构成,很好地实现了外部环境的监测:光照与温度,并且性能比较好。很有市场前途。
室内空气检测

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