基于MSP430低功耗远程蓝牙温度湿度监测设备

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  【摘 要】随着节能需求的不断提高,民用、工业越来越追求功耗低,污染少的设备仪器来满足日常生产的需求,本文以低功耗处理器MSP430作为载体通过蓝牙通讯协议,进行远程接受数据,通过数据的实时性采集,对温度湿度的采集进行了比对,取得了一定的效果。
  【关键词】低功耗;430;蓝牙通讯
  引言
  随着人民生活水平的不断提高,人们对通讯的要求越来越高,表现在实时性,远程性,抗干扰性,而生活水平的提高让人们更加注重产品环保,节能的指标。本文拟在低功耗处理器MSP4305529硬件平台下,通过蓝牙的通讯协议,实时性的远程采集工厂车间的温度和湿度,用于工人可以远程实时监控室内温度,便利工人的操作,节省设备的功耗。
  1.系统方案设计
  传统的车间温度检测大多采用水银温度计,或者湿度计,这样的虽然设备准确度高,但是需要工人不断的去车间来回走动,降低了工作效率,而且车间操作的时候,人员的擅自进入会涉及更多的安全性问题,这些都是对一个企业的安全保障致命的考验。
  该系统分为控制部分,也就是MSP430 5529芯片,与蓝牙模块相连接,实现数据的处理和传输,通过处理器对数据的筛选和处理获得必要的数据类型,传感器是最底层的硬件接受设备,本设计用DHT11作为温湿度接受设备,该传感器用I2C的传输协议,具有传输简单方便快捷,易于移植,准确度高的优点,而且同时集成了温度与湿度的采集,不需要连接两个传感器,方便连接。
  2.系统主要功能的实现
  2.1 蓝牙模块的收发实现
  蓝牙模块与处理器相连接,首先需要确认蓝牙模块的地址,主机和从机通过制定的十六进制数据进行配对,配对完毕以后才能开始发送数据,HC-06蓝牙模块使用方便便捷,无需任何蓝牙协议,内部集成常用uart协议和蓝牙协议的转换,只需基本的uart串口协议即可通过HC-06发送接受数据,RX接口与处理器的TX接口相连,TX接口与RX接口相连接,通过串口发送数据到蓝牙模块,从机蓝牙模块发送给主机。
  2.2 MSP430低功耗处理器的
  MSP430系列单片机是美国Ti在1996开始在市场推广的16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(信号处理器混合)。
  430系列编译中可以选择5种低功耗模式,LMP0,LMP1,LMP2, LMP3,LMP4,这五种低功耗模式,MSP430的3种低功耗模式分別对应了3个时钟(辅助时钟,主时钟,子时钟)的开启和关闭状态,当AM也就是正常工作的时候,三个时钟都正常工作,当低功耗工作模式0的时候 主时钟关闭,其余开启。当低功耗模式1的时候子时钟关闭,其余开启;当低功耗工作模式2的时候,辅助时钟开启,其余的都关闭。当工作模式2的时候功耗最低,根据数据手册功耗模式2的时候,供电的电压为1.8v,是最低功耗。进入低功耗模式选择的主要代码如下所示:
  __bis_SR_register(LPM0_bits + GIE);
  GIE开启全局中断,当处理器处于低功耗休眠状态的时候,有中断就能实现唤醒,当没有中断发生,就会进入休眠,从而实现节约节能的目的。
  3.数据结论
  通过在不同的距离下,查看数据的实时性以及错误率的影响,通过100个数据的样本来查看差错率,分别以5米一个间隔,进行5个样本的分析,得到如下结果,如表1所示:
  在5m距离时,数据延时性0.1s,数据错误率0%,10m距离时,数据延时性0.1s,数据错误率0%,在15m距离时,数据延时性0.2s,数据错误率0%,在20m距离时,数据延时性0.4s,数据错误率1%,在5m距离时,数据延时性0.5s,数据错误率5%。
  本文通过蓝牙模块进行远程的湿度温度监测,通过数据结论看出,在0~20m以内数据的准确率非常好,在20m以后因为蓝牙协议ClassB的局限性有了较大的偏差,今后可以通过软件去校验与修正,在实时性方面通过系统秒表的实时记录可以得出25m之内的实时性也是非常好的,整体来说本次设计符合要求,在软件的修正校验上可以做更多的算法,让数据更精确更准确。
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