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无线温湿度传感器网络节点技术应用分析

时间:2022-08-24 15:53   作者:济南仁硕电子科技有限公司 点击:

无线温湿度传感器网络节点是一种具有数据采集、传输和接收功能的微型嵌入式系统。本文设计了基于无线通信技术的网络接收节点,利用射频接收芯片T5743的网络接收节点,实现网络节点数据的短距离接收,降低接收数据的误码率,实现传感器数据的无线通信。

1、无线温湿度传感器在特定区域内布置数百个温湿度传感器节点,形成一个监控网络。这些节点通过特定的协议高效、稳定、正确地组织起来,共同完成应用任务,实现数据采集、无线通信和信息处理的能力。无线温湿度传感器可以实时传输监控数据。它们具有构建速度快、部署方便、不易受目标环境限制的特点。因此,它们在环境监测、城市交通管理、医疗监测、仓库管理、汽车电子等领域有着良好的应用。

无线温湿度传感器网络中的节点通常是一个微型嵌入式系统,它考虑了采集数据、接收数据、处理数据和发送数据的功能需求。它的处理能力、存储能力和通信能力都是与采集的数据一起管理和工作的,因此,无线温湿度传感器网络节点的软硬件技术是传感器网络研究的重点。

2、 无线温湿度传感器接收节点的工作原理

T5743芯片配备双向串行数据接口。通过数据芯片,实现与单片机的串行通信和信息交换。无线温湿度传感器可以在433.92mhz和315MHz两种典型频率下工作,这两种频率由mode引脚选择,高设置为433.92mhz,低设置为315MHz,接收频率在1KB和10KB之间可选,由软件设置。在设计中,采用1MHz中频和前端SAW滤波器实现了高图像抑制。基于这种新型声表面波器件,实现了40dB的抑制,通过一条简单的双向数据线可以实现与微控制器的通信,并且可以通过一个单独的引脚通过微控制器实现电源管理。T5743芯片的射频前端为超外差结构,将射频输入信号转换为1mhzif信号。射频前端由低噪声放大器LNA、本振lo、混频器和射频放大器组成。Lo是PLL产生的载波频率,由混频器使用。

射频信号通过射频输入引脚lna in输入,输入阻抗在433.92mhz时为1000Ω/PF。在设计输入网络时,首先考虑噪声匹配,适当调整印刷电路板和输入端的分布电感和电容之间的分量值和匹配,从而在高信噪比下达到T593的灵敏度。这样,来自射频前端的信号通过完全集成的四阶中频滤波器进行滤波,以达到334.92mhz的应用,并且中频的中心频率为lmhz。在设计中,解调器的工作模式由寄存器opmode设置,逻辑“L”将解调器设置为FSK模式;逻辑“H”将解调器设置为ask模式。ask模式使用自动阈值控制电路,该电路将检测参考电压设置为适当的值,以获得良好的信噪比。该电路还可以有效地抑制任何类型的带内噪声信号或竞争发射。

如果信噪比超过10dB,则可以很好地检测数据信号。在FSK模式下,如果序列号超过2dB,则可以检测到数字信号。解调器的输出信号由数字滤波器滤波并发送到数字信号处理电路。数字滤波器的通带与数据信号的特性相匹配。数字滤波器由一阶高通滤波器和三阶低通滤波器组成。高通滤波器的截止频率FCU_DF由公式(1)确定。低通滤波器的截止频率由所选波特率范围(BR范围)决定。Br范围在opmode寄存器中设置,Br范围的设置必须适应波特率。

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