基于DSP与nRF24L01的无线环境监测系统

2．4 数据采集部分
  分站对温度、光照、地址编号进行采集，通过读取I／O口得到地址编号的值，通过读取A／D来获得温度、光照的最初值，经过DSP处理后得到准确的温度、光度值。

2．5 数码管显示部分
    程序以模拟串口的方式实现数据显示，过程为：取一字节数据，移一位数据到I／O口中，通过置位另一I／O口高低电平来模拟时钟信号，即把数据一位一位地移到移位寄存器74LS164中，然后并行输出到数码管显示数据。

3 调试分析
3．1 系统板硬件部分调试
    系统板硬件部分调试主要是万用表检查电路通断情况，并测量部分关键引脚的电压是否达到要求。
3．2 环境温度测量调试
    首先，把标准温度计和热敏电阻同时放入冰水混合液中，标准温度计的示数为Y1，根据基础表值探测点显示为X1。接着，将它们放入沸水中，标准温度计的示数为Y2，根据基础表值探测点显示为X2，得出比例系数K=(X2-X1)／(Y2-Y1)=2。最后，在沸水和冰水混合液之间的温度内，测得标准温度Yi(i=3，4，…，30)和探测点显示值Xi(i=3，4，…，30)共28组，从而得到近似比例系数K=2±0．5。再通过软件部分进行数据的校准，建立温度数据表。最终，将温度计和温度传感器置于同一环境下记录测得的温度值，如表1所列。

3．3 环境光度测量调试
    ①将分站放置在灯光下，从最亮逐渐调暗，当暗到人眼看字有些费力时，从LED数码管上读得的光度原始数据为195 lx。
    ②将分站放置在自然光下，用手遮挡光度传感器，由亮到完全遮蔽，当暗到几乎无光线进入时，从LED数码管上读得的光度原始数据为198 lx。
    根据以上试验结果，结合人们的习惯思维，在程序上进行了一些设计。用195减去测得的原始数据，值小于等于零时显示为零，光照越强显示值越大。
3．4 无线通信调试
    首先进行分站单发送信息、主站单接收信息的调试，经过一步步改进，最终通信成功。然后再进行主站、分站(即发送又接收信息)的调试，经反复调试最终通信成功。

结语
    本文介绍的无线环境监测系统的控制采用TMS320LF2407实现。TMS320LF2407内部资源丰富，既有A／D转换器，又有SPI、SCI，省去了系统扩展的麻烦；另外，I／O口比较多，内部存储空间较大，有利于系统功能扩充。无线部分采用高度集成的nRF24L01器件，大大简化了系统硬件和软件设计，减小了体积，提高了系统工作的可靠性。

    经试验验证，用编码模块可以设置分站的地址编号1～255，并能实时采集到周围环境的温度和光照数据，平均误差控制在0．5℃以内，温度测量范围在0～100℃，各项数据都能通过数码管清晰地显示出来。光的有无还可通过一个发光二极管显示，有光时发光二极管灭，无光时发光二极管亮。主站能准确无误地无线接收分站数据，距离50 m左右仍能无线通信，但响应较慢。该系统携带方便，价格低廉，可应用到狭小的环境，可以随意放置；此外，还可再接入其他传感器，以测量更多的环境参数。

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本文关键字：无线  DSP/FPGA技术，单片机-工控设备 - DSP/FPGA技术