基于AVR和ZigBee技術(shù)的工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
(3)二氧化硫濃度傳感器
二氧化硫濃度傳感器采用2SH12二氧化硫半導(dǎo)體傳感器, 2SH12二氧化硫傳感器是高性能的氣體檢測(cè)傳感器,可用于對(duì)工業(yè)中SO2氣體的檢測(cè)。其對(duì)二氧化硫氣體有有很好的選擇性,
靈敏度很高,同時(shí)具有良好的重復(fù)性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性及抗干擾,適合本系統(tǒng)的開發(fā)需求。
特性參數(shù)
回路電壓:(Vc)5-24V
取樣電阻:(RL)0.5-20KΩ
加熱電壓:(VH)5±0.1V
加熱功率:(P)約750mW
靈敏度:R0(air)/RS(100ppmC2H5OH)>5
響應(yīng)時(shí)間:Tres<10秒
恢復(fù)時(shí)間:Trec<30秒
工作環(huán)境:溫度-10-+50℃、相對(duì)濕度0-90%RH.
(4)一氧化碳濃度傳感器
一氧化碳濃度傳感器擬采用CO/CF-1000,其濕度精度最高可達(dá)到±1.8%RH,外殼耐堿耐腐蝕,可用于工業(yè)園區(qū)的一氧化碳濃度檢測(cè)。
CO/CF-1000技術(shù)規(guī)格:
測(cè)量范圍 : 0-1000 ppm(可選200ppm,300 ppm;500 ppm;2000 ppm;4000 ppm)
最大負(fù)荷 : 20000 ppm
內(nèi)置過濾器 : 過濾酸性氣體(可選帶氫氣補(bǔ)償〈2%,過濾SO2和H2S)
工作壽命 : 空氣中3年
輸 出?。?00±20nA/ppm 4-20mA(一氧化碳檢測(cè)模塊)
分辨率 : 0.5 ppm
溫度范圍 : -20℃ to 45℃
壓力范圍 : 大氣壓±10%
響應(yīng)時(shí)間 (T90): 40 seconds
濕度范圍 : 15-90 %RH(非凝結(jié))
零點(diǎn)輸出 (純凈空體,20℃): -1 to +3 ppm
最大零點(diǎn)漂移(20℃-40℃) : 10 ppm
長(zhǎng)期漂移 : 2% /每月
推薦負(fù)載值 : 10Ω
偏置電壓 : 無需
線性度輸出 : 線性
重復(fù)性 : 2%
存儲(chǔ)溫度 : 5℃ to 20℃
存儲(chǔ)壽命 : 6個(gè)月(容器內(nèi))
重 量 ?。杭s13克(5.4克,32克可選)
2 微處理單元
微處理器作為整個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制核心,要對(duì)來自各個(gè)方面的信息作最終的判斷和控制。我們擬采用AVR32 AT32UC3A(圖6),其低功耗的特性和豐富強(qiáng)大的處理能力十分適合本系統(tǒng)的開發(fā)。
該AT32UC3A集成了可安全和快速訪問的片上閃存和SRAM存儲(chǔ)器。
外設(shè)直接內(nèi)存訪問控制器(PDCA循環(huán)),無需處理器參與外設(shè)和存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳輸。PDCA大幅降低了處理連續(xù)的大數(shù)據(jù)的開銷和在模塊在微控制器間流都動(dòng)的時(shí)間。
PowerManager提高了設(shè)計(jì)的靈活性和安全性:芯片上的欠壓檢測(cè)器監(jiān)視電源,CPU使用片內(nèi)RC振蕩器或外部振蕩器中之一運(yùn)行時(shí),實(shí)時(shí)時(shí)鐘和與之相關(guān)的計(jì)時(shí)器會(huì)跟蹤記錄相關(guān)的時(shí)間。
定時(shí)器/計(jì)數(shù)器:包括三個(gè)相同的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器通道。每個(gè)通道都可以獨(dú)立編程進(jìn)行頻率測(cè)量,事件計(jì)數(shù),間隔測(cè)量,脈沖生成,延遲時(shí)間和脈沖寬度調(diào)制。該AT32UC3A還具有多種通信密集型應(yīng)用通訊接口。除了標(biāo)準(zhǔn)的串行接口,如UART,SPI或TWI接口外還有靈活的同步串行控制器接口、USB和以太網(wǎng)MAC接口等可供使用。 同步串行控制器可輕松實(shí)現(xiàn)串行通信協(xié)議和像I2S這樣的音頻標(biāo)準(zhǔn)。得益于以豐富的端點(diǎn)??配置,它的全速USB 2.0接口支持多種USB類,OTG接口允許設(shè)備像USB閃存盤或一個(gè)USB打印機(jī)設(shè)備直接連接到處理器。
AT32UC3A主要特性:
A、高性能,低功耗的AVR ® 32 UC的32位微控制器
B、緊湊型單周期RISC指令集,包括DSP指令集
C、15個(gè)外設(shè)DMA通道加快了與外設(shè)通信的速度
D、內(nèi)部高速閃存 512K字節(jié),256K字節(jié),版本128K字節(jié)
E、單周期存取高達(dá)33兆赫
F、 Prefetch Buffer Optimizing Instruction Execution at Maximum Speed - 優(yōu)化預(yù)取緩沖器在最大速度指令執(zhí)行
G、4ms的頁編程時(shí)間和8ms的全芯片擦除時(shí)間
H、64K字節(jié)(512KB的閃存和256KB),32K字節(jié)(128KB閃存)
I、SDRAM / SRAM Compatible Memory Bus (16-bit Data and 24-bit Address Buses) - 的SDRAM / SRAM的兼容內(nèi)存總線(16位數(shù)據(jù)和24位地址總線)
J、低延遲中斷服務(wù),可編程優(yōu)先級(jí)
K、電源和時(shí)鐘管理包括內(nèi)部RC時(shí)鐘和一個(gè)32kHz振蕩器
L、看門狗定時(shí)器,實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器
M、Flexible End-Point Configuration and Management with Dedicated DMA Channels - 靈活的端點(diǎn)配置和管理的專用DMA通道
N、三個(gè)外部時(shí)鐘輸入,脈寬調(diào)制,捕獲和各種計(jì)數(shù)功能
O、One Master/Slave Two-Wire Interface (TWI), 400kbit/s I2C-compatible一個(gè)主/從雙線接口(TWI),400kbit / s的I2C兼容
3 無線通信單元
傳統(tǒng)的射頻前端接收部分包括帶通濾波器、低噪聲放大器、本振、檢波整形、放大器等,發(fā)射部分包括調(diào)制器、功率放大器、帶通濾波器等。而單片數(shù)字信號(hào)射頻收發(fā)芯片集成了無線通訊系統(tǒng)的大部分功能,外加少量外圍器件即可構(gòu)成專用或通用無線通信模塊,簡(jiǎn)化了射頻前端的設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)擬采用ATMEL公司的ATmega128RFA1芯片,該片上系統(tǒng)提供了低功耗ZigBee解決方案,可以實(shí)現(xiàn)和完成ZigBee協(xié)議中FFD與 RFD設(shè)備的功能。
•通用的2.4GHz ISM頻帶收發(fā)器與微控制器
•RF4CE的,SP100,的WirelessHART,ISM應(yīng)用和IPv6/6LoWPAN的無線電收發(fā)器提供了從250 kb / s的高達(dá)2兆字節(jié)/秒,架高的數(shù)據(jù)傳輸速率處理,優(yōu)秀的接收靈敏度和高傳輸輸出功率,能夠?qū)崿F(xiàn)非常強(qiáng)大的無線通訊。其特性如下:
A、高性能低功耗,
B、擁有8位微控制器
C、先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)
D、135條指令 -大多數(shù)為單時(shí)鐘周期執(zhí)行
E、32x8通用工作寄存器
F、全靜態(tài)工作
G、高達(dá)16 MIPS的吞吐量,在16兆赫和1.8V
H、非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
I、系統(tǒng)內(nèi)128K字節(jié)可編程閃存
J、2000寫/擦除周期
K、4K字節(jié)的EEPROM
L、 內(nèi)部16K字節(jié)的SRAM
圖?。贰Tmega128RFA1管腳圖
圖?。浮Tmega128RFA1內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
評(píng)論