论文部分内容阅读
无线传感器网络的兴起,带来了世界信息获取方式的变革,使得传感器网络研究和应用越来越广泛。而无源无线传感器作为一种新型的传感器,具有极端环境适应力强、自主能源供电、可靠性高等特点,因此特别适合应用在现场无法提供可靠电源、对传感器节点无法进行直接供电的恶劣环境下,目前已经被广泛应用在温度、湿度、气压等领域,成为当前研究热点之一。而数据采集传输方面的应用是其中最重要的环节之一,本文结合国家863项目“无源无线多参数微纳传感器与系统”课题,研究设计基于温度、湿度、气压无源传感器的数据采集传输系统。首先,论文结合课题的应用示范场景,分析了系统功能需求,研究设计适合应用环境下的无源无线传感器数据采集传输方案。由于无源传感器具有温度湿度气压三参数混合封装输出和供电电源合二为一的特性,论文针对无源传感器系统多参数输出数字频率信号的特性,研究设计了如何分离并准确读取传感器数据的采集方案。其次,由于实际应用场景是200*200m2多金属障碍物的车间环境,使用蓝牙、WiFi甚至ZigBee设计难度较大,2.4G频段绕射能力弱的特点带来了路由多,成本高,功耗大等问题,研究设计了适用于此环境下的无线传输方案。鉴于以上要求,本文设计了基于STC89C52为主控芯片的数据采集方案和基于433M频段的无线传输方案,通过定时计数原理分离温度、湿度和气压信号,实现了传感器信息的获取以及数据的无线传输。在理论分析的基础上,进行了整个系统的软硬件设计,硬件电路设计主要包括电源电路设计、USB转TTL电路设计、数据采集电路设计以及无线传输电路设计。系统软件设计包括底层数据采集传输和上位机。整个数据采集传输系统设计简单。最后,对整个系统进行实地测试,搭建了软硬件平台,通过测试结果评估了系统的可靠性,验证了本文设计的数据采集传输系统的实用性。