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试谈传感器基于WSN高压测温系统硬件设计

收藏本文 2024-02-29 点赞:16939 浏览:72515 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着半导体技术、通信技术和计算机技术的进展,无线传感器已经成为当今国内外传感器领域的一大探讨热点。并已涉及到军事、民用及商业等诸多领域且有着广阔的进展前景。为解决目前电力行业高压设备温度监测预警困难的不足,笔者所在实验室提出了基于无线传感网络的测温系统案例。系统借助于无线传感网络成本低、功耗低、安全性高、网络覆盖范围广等特点,解决高压设备接点运转温度不易监测的难题。传感网节点作为一种微型化的嵌入式系统,构成了无线传感网络运用的基础。本论文以无线传感网节点的硬件设计入手,将传感网节点的低功耗、低成本、抗干扰能力强作为设计的重要指标,并据此指标进行芯片选型,分别对微处理器模块、射频模块、电源模块、传感器模块进行选型及硬件设计。本设计以TexasInstruments公司的超低功耗微处理MSP430F2618作为核心,结合2.4GHz无线收发模块CC2520和传感器,构成无线传感网节点。在实验室条件下,实现了该设计案例并就节点的通行距离和节点功耗进行了浅析测试。最后分别针对TMP006、PT100传感器进行节点间的通信实验,以验证传感网节点满足项目的需求。该节点为基于无线传感网络的测温系统项目搭建了硬件平台,保证了项目的顺利进行。关键词:无线传感器网络论文温度监测论文传感器节点论文MSP430F2618论文CC2520论文

    摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-8

    专用术语注释表8-9

    第一章 绪论9-14

    1.1 无线传感器网络概述9-12

    1.1.1 无线传感器网络进展历史9

    1.1.2 无线传感器网络结构9-10

    1.1.3 无线传感器网络特点10-11

    1.1.4 无线传感器网络运用11-12

    1.2 课题背景12-13

    1.3 本论文主要工作13-14

    第二章 无线传感网节点14-30

    2.1 无线传感网节点结构14

    2.2 典型无线传感网节点比较14-18

    2.2.1 BerkeleyMotes节点14-15

    2.2.2 BerkeleyTelos节点15-16

    2.2.3 Imote2节点16-17

    2.2.4 其他节点比较17-18

    2.3 无线传感网节点选型18-30

    2.3.1 微处理器选型18-19

    2.3.2 MSP430F2618芯片介绍19-21

    2.3.3 射频模块选型21-23

    2.3.4 CC2520芯片介绍23-25

    2.3.5 电源模块选型25-27

    2.3.6 传感器模块选型27-30

    第三章 无线传感网节点硬件设计30-38

    3.1 开发工具AltiumDesigner介绍30-31

    3.2 节点电路设计31-36

    3.2.1 MSP430F2618芯片电路设计31-32

    3.2.2 CC2520芯片电路设计32-33

    3.2.3 MSP430F2618与其他器件的连接33-35

    3.2.4 电路设计35-36

    3.3 无线传感网节点原理图设计36-38

    3.3.1 电路原理图设计的基本要求36

    3.3.2 硬件电路原理图总体架构图36

    3.3.3 无线传感网节点硬件原理图36-38

    第四章 无线传感网节点PCB设计与制作38-46

    4.1 硬件电路PCB设计38-43

    4.1.1 硬件电路PCB设计的基本要求38-39

    4.1.2 第一版PCB设计39-41

    4.1.3 第二版PCB设计41-42

    4.1.4 硬件节点天线设计42-43

    4.2 硬件电路PCB制作43-46

    4.2.1 PCB打样43

    4.2.2 PCB器件焊接43-46

    第五章 硬件电路调试46-54

    5.1 调试工具IAREmbeddedWorkbench介绍46

    5.2 制约部分硬件调试46-48

    5.3 射频部分调试48-50

    5.4 硬件整体调试50-54

    第六章 传感网节点通信实验54-59

    6.1 实验实现功能描述54

    6.2 RS232串口电路设计54-55

    6.3 TMP006采集温度进行节点通信55-57

    6.3.1 TMP006外设接口连接55

    6.3.2 实验内容55-57

    6.4 PT100采集温度进行节点通信57-59

    6.4.1 PT100测温原理57

    6.4.2 PT100、AD7991、MSP430F2618之间的连接57-58

    6.4.3 实验内容58-59

    第七章 结束语59-60

    7.1 工作总结59

    7.2 后续展望59-60

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