无线传感器网络是当前信息领域研究的热点之一。适用于环境中参数的收集，处理和传输。文档介绍了一种用于设计和实现基于STM32F103RBT6的无线照明传感器节点的方法，该节点使用照明传感器作为环境数据采集单元，并使用UZ2400无线模块将数据发送到网关，然后网关将它们发送到上位计算机。到实时监控的目的。节点除了具有照明传感器节点的硬件设计，软件架构和系统实现过程外，还具有较高的可行性和可靠性，可以准确，准确地采集强度值。时在明亮的环境中。能家居系统具有良好的应用前景。联网是信息领域未来竞争的顶峰，是工业现代化的主要驱动力，是衡量一个国家的国家实力和许多军事，民用应用的重要指标。工业和商业[1]。线传感器节点是无线传感器网络（WSN）的主要组件，它用于收集现场数据并通过给定的无线路由协议[2]将信息传输给观察者。文讨论了无线照明传感器节点的设计和实现，描述了传感器节点的功能模型，并解释了操作，设计和实现的原理。有低能耗，经济，分布式和自动组织功能的无线传感器网络。线传感器网络是由大量固定或移动传感器以自组织和多跳方式组成的无线网络，恒温阀芯以集体检测，收集，处理和传输有关网络中感知到的对象的信息。络的地理覆盖区域，最后将信息发送给网络所有者。感器网络执行采集，处理和数据传输的三个功能[3]。线光传感器节点主要由三部分组成：数据获取部分，数据处理部分和无线传输部分。据采集部分主要负责收集外部环境中的光强度值。集部获得的信号根据外部光强度的变化而变化。
传感器通过传感器内部的16收集来自外部的模拟照明量。换AD位后，直接传输数字量，并将数据通过相应的CC接口传输到数据处理部分进行处理，然后将数据发送到网关，然后将其发送到网关。越的计算机界面。系统的功能模型如图1所示。线照明传感器节点的硬件电路主要由数据采集单元，数据处理单元，无线传输单元和电源管理单元。图选择了数字光强度传感器IC BH1750FVI。BH1750FVI具有许多优点，例如体积小，灵敏度高，稳定性好，光源依赖性低和功耗低。传感器的结构如图2所示。图所示，PD是靠近人眼的光电二极管。暴露于光下时，PD会产生相应的饱和反向漏电流以形成光电流。流值根据光的强度而变化。PD电流被转换为PD电压，发送到ADC，并通过CC接口获取16位数字数据并将其发送到数据处理单元。理器芯片是整个电路的核心部分。线照明传感器节点采用意法半导体的STM32F103RBT6处理器芯片，该处理器芯片采用高性能ARM32位Cortex-M3内核，最大工作频率为72 MHz，代码执行率最高为1， MIPS / MHz。
具有多达128 KB的FLASH存储器和20 KB的SRAM [4]，具有一组丰富的I / O和外围端口：51个通用I / O端口，16个12位ADC通道，4个16位通用定时器，PWM控制接口电机，2 I？ C，2个SPI / SSP，3个UART，1个USB控制器，1个CAN总线接口等照度传感器使内部放大电路和ADC转换电路收集的光信号通过。字量通过总线I？直接传输到STM32F103RB。C遍历软件协议栈的物理层，MAC层，数据链路层和网络。次加载该层，传输层和应用程序层，并将数据发送到UZ2400D以完成信号采集过程并进行传输。据传输单元使用台湾大胜公司的UZ2400D射频芯片。UZ2400D是符合IEEE802.15.4的解决方案，可满足低成本，低功耗无线应用的需求。包含一个无线RF收发器，该收发器在标准802.15.4基带功能模块上运行，并在2.4 GHz频带中进行媒体访问控制。UZ2400D的RF模块包括集成电路中的接收器，发射器，压控振荡器和锁相环。UZ2400D的结构图如图3所示。Z2400D使用先进的无线电架构来最大程度地减少外部组件的数量和功耗。UZ2400D的MAC和基带为IEEE802.15.4的MAC层和PHY层提供了硬件架构。主要包括一个TX / RX控制器，一个CSMA-CA控制器，一个超帧构造器，一个接收帧滤波器，一个安全引擎以及数字信号处理组件。UZ2400D芯片是无线通信模块，它在外围电路中添加了天线，晶体振荡器，电阻器和电容器，以生成扩展所需的控制或通信接口。UZ2400D RF芯片具有以下特性：符合IEEE802.15.4-2006，在2.4 GHz ISM频段上运行，灵敏度为-95 dBm，最大输入为3 dBm，典型功率输出为0 dBm，范围为40 dB输出的发射功率控制，32 MHz高速集成晶体和32.768 KHz低速控制；低功耗，接收模式下为16 mA，发射模式下为17.5 mA，深度睡眠模式下为2.4uA，低相位噪声下集成了VCO，频率合成器和锁相环滤波[5]。UZ2400D无线接收器是低频IF接收器。
天线接收的RF信号首先通过低噪声放大器，然后转换为中频，以形成IF信号的同相分量和正交分量。过滤波和放大后，它通过模数转换器直接转换为数字信号，然后作为数字信号处理，并最终恢复正确的传输数据[5]。先将要发送的数据发送到UZ2400D芯片的发送缓冲器128B，由硬件自动生成前同步码和起始帧，然后通过扩展序列对要发送的数据流进行扩展，发送到DA转换器。后，将混合的低通，上变频的RF信号直接转换为定义的通道，然后放大并发送到天线进行传输。UZ2400D的RF接口是高阻抗差分信号接口。对称天线通常用于实际应用中。此，在设计中使用了单独的组件以形成对称电路。RF信号通过两个引脚RF_P和RF_N作为差分信号传输，并从平衡电路转换为单个输出信号。旦转换了平衡电路，理论上输出信号就会达到50Ω的阻抗。
而，在仿真中获得的值数量很少，实际使用的电容器和电感组件无法完全适应，恒温阀芯并且组件本身的误差会导致不平衡变压器。路信号的标准阻抗不为50。常，在信号通过平衡-不平衡变换器电路之后，添加一阶阻抗校正电路，并且校正后信号的阻抗更接近50Ω。正后的信号可以通过天线发送。源是整个电路的电源，良好的电源电路可确保整个电路的正常运行[6]。工业无线领域，无线传感器节点对功耗有更高的要求。了保证正常的能源供应，请尝试选择低功耗，高效率的电源。估计，该设计使用了1100 mAh锂电池作为电源，具有以下优点：高电压，小体积，高能量密度，规则的放电曲线和回收的可能性，这使得节省传感器节点的成本。了能够多次使用锂电池，MAX1555设计为充电芯片，可在电池电量不足时为电池充电。MAX1555芯片提供灵活的电源输入端口，其1引脚引脚为USB输入端口。压范围为3.7 V至6V。池可直接通过USB接口充电。4针端子是直流电源端子。池已充电。脚3表示充电状态，该状态在充电期间为低，在充电结束时变为高阻抗。时，系统需要3.3 V电源，MAX8881-3.3 V用于将电池电压从4.2 V降至3.3V。AX8881是线性稳压器，功耗非常低。源和极低的电流可提供高达200 mA的电流输出，以满足系统要求。车我？这是飞利浦在1980年代开发的两线串行通信总线，它使用多主从结构连接微控制器及其外围设备[7]。？ C仅使用两条线：SDA串行数据线和SCL串行时钟线。于接口直接在模块上方，因此总线I？ C占用的空间很小，有效地减少了卡的空间和芯片引脚的数量，并广泛用于简单的设备控制。车我？ C可以发送和接收数据，设备将数据发送到总线。者定义为发送器，设备接收数据作为接收器。个设备均由唯一的地址标识。线通常由主设备（通常是微控制器）控制，该主设备在SCL上生成时钟信号并生成启动和停止条件。机和从机可以在接收和发送状态下工作。当SCL为低电平时，才可以更改SDA线上的数据状态；在SCL为高电平时，SDA状态变化用于指示启动和停止条件[7]。统的软件设计主要由三部分组成：系统初始化程序，初始化程序I？ C和无线电频率的初始化。统启动程序完成了底层硬件驱动程序的配置。
始化程序我？ C主要包括通信接口IC的初始化；射频初始化负责配置UZ2400D。过程的软件部分如图4所示。个系统工作：首先，执行初始化操作，包括系统时钟的初始化，端口配置，初始化。口我？ C，SPI接口的初始化，射频初始化以及根据定义的条件读取照明传感器发送的照明值。发送到网关，下载到主机接口，实时监控当前环境。节点当前用于与思科合作开发的测试系统中。线照明传感器节点可以在实时环境中准确地收集光强度值，并通过网关将数据发送到上位机。5显示了主机的界面。文档介绍了无线照明传感器节点的设计，并详细介绍了其硬件实现和软件实现方法。中心目前在中国的思科系统研发中心中使用，它运行稳定并且可以在实时环境中监视光强度值，以向主机提供实时参数。行相应的操作。着物联网的飞速发展，节点将在智能家居系统中得到很好的应用。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com