杜龍龍/湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于MSP430低功耗遠(yuǎn)程藍(lán)牙溫度濕度監(jiān)測(cè)設(shè)備

杜龍龍/湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

隨著節(jié)能需求的不斷提高，民用、工業(yè)越來越追求功耗低，污染少的設(shè)備儀器來滿足日常生產(chǎn)的需求，本文以低功耗處理器M SP430作為載體通過藍(lán)牙通訊協(xié)議，進(jìn)行遠(yuǎn)程接受數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性采集，對(duì)溫度濕度的采集進(jìn)行了比對(duì)，取得了一定的效果。

低功耗；430；藍(lán)牙通訊

引言

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)通訊的要求越來越高，表現(xiàn)在實(shí)時(shí)性，遠(yuǎn)程性，抗干擾性，而生活水平的提高讓人們更加注重產(chǎn)品環(huán)保，節(jié)能的指標(biāo)。本文擬在低功耗處理器MSP4305529硬件平臺(tái)下，通過藍(lán)牙的通訊協(xié)議，實(shí)時(shí)性的遠(yuǎn)程采集工廠車間的溫度和濕度，用于工人可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控室內(nèi)溫度，便利工人的操作，節(jié)省設(shè)備的功耗。

1.系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的車間溫度檢測(cè)大多采用水銀溫度計(jì)，或者濕度計(jì)，這樣的雖然設(shè)備準(zhǔn)確度高，但是需要工人不斷的去車間來回走動(dòng)，降低了工作效率，而且車間操作的時(shí)候，人員的擅自進(jìn)入會(huì)涉及更多的安全性問題，這些都是對(duì)一個(gè)企業(yè)的安全保障致命的考驗(yàn)。

系統(tǒng)框圖如圖1所示：

圖1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

該系統(tǒng)分為控制部分，也就是MSP430 5529芯片，與藍(lán)牙模塊相連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和傳輸，通過處理器對(duì)數(shù)據(jù)的篩選和處理獲得必要的數(shù)據(jù)類型，傳感器是最底層的硬件接受設(shè)備，本設(shè)計(jì)用DHT11作為溫濕度接受設(shè)備，該傳感器用I2C的傳輸協(xié)議，具有傳輸簡(jiǎn)單方便快捷，易于移植，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)，而且同時(shí)集成了溫度與濕度的采集，不需要連接兩個(gè)傳感器，方便連接。

2.系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

2.1藍(lán)牙模塊的收發(fā)實(shí)現(xiàn)

藍(lán)牙模塊與處理器相連接，首先需要確認(rèn)藍(lán)牙模塊的地址，主機(jī)和從機(jī)通過制定的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)，配對(duì)完畢以后才能開始發(fā)送數(shù)據(jù)，HC-06藍(lán)牙模塊使用方便便捷，無需任何藍(lán)牙協(xié)議，內(nèi)部集成常用uart協(xié)議和藍(lán)牙協(xié)議的轉(zhuǎn)換，只需基本的uart串口協(xié)議即可通過HC-06發(fā)送接受數(shù)據(jù)，RX接口與處理器的TX接口相連，TX接口與RX接口相連接，通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)

到藍(lán)牙模塊，從機(jī)藍(lán)牙模塊發(fā)送給主機(jī)。

主要程序如下所示：

2.2MSP430低功耗處理器的

MSP430系列單片機(jī)是美國Ti在1996開始在市場(chǎng)推廣的16位超低功耗、具有精簡(jiǎn)指令集（RISC）的混合信號(hào)處理器（信號(hào)處理器混合）。

430系列編譯中可以選擇5種低功耗模式，LMP0,LMP1,LMP2, LMP3,LMP4，這五種低功耗模式，MSP430的3種低功耗模式分別對(duì)應(yīng)了3個(gè)時(shí)鐘（輔助時(shí)鐘，主時(shí)鐘，子時(shí)鐘）的開啟和關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)AM也就是正常工作的時(shí)候，三個(gè)時(shí)鐘都正常工作，當(dāng)?shù)凸墓ぷ髂Ｊ?的時(shí)候 主時(shí)鐘關(guān)閉，其余開啟。當(dāng)?shù)凸哪Ｊ?的時(shí)候子時(shí)鐘關(guān)閉，其余開啟；當(dāng)?shù)凸墓ぷ髂Ｊ?的時(shí)候，輔助時(shí)鐘開啟，其余的都關(guān)閉。當(dāng)工作模式2的時(shí)候功耗最低，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)功耗模式2的時(shí)候，供電的電壓為1.8v，是最低功耗。進(jìn)入低功耗模式選擇的主要代碼如下所示：

GIE開啟全局中斷，當(dāng)處理器處于低功耗休眠狀態(tài)的時(shí)候，有中斷就能實(shí)現(xiàn)喚醒，當(dāng)沒有中斷發(fā)生，就會(huì)進(jìn)入休眠，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約節(jié)能的目的。

3.數(shù)據(jù)結(jié)論

通過在不同的距離下，查看數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及錯(cuò)誤率的影響，通過100個(gè)數(shù)據(jù)的樣本來查看差錯(cuò)率，分別以5米一個(gè)間隔，進(jìn)行5個(gè)樣本的分析，得到如下結(jié)果，如表1所示：

在5m距離時(shí)，數(shù)據(jù)延時(shí)性0.1s,數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率0％，10m距離時(shí)，數(shù)據(jù)延時(shí)性0.1s,數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率0％，在15m距離時(shí)，數(shù)據(jù)延時(shí)性0.2s,數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率0％，在20m距離時(shí)，數(shù)據(jù)延時(shí)性0.4s,數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率1％，在5m距離時(shí)，數(shù)據(jù)延時(shí)性0.5s,數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率5％。

本文通過藍(lán)牙模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的濕度溫度監(jiān)測(cè)，通過數(shù)據(jù)結(jié)論看出，在0～20m以內(nèi)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率非常好，在20m以后因?yàn)樗{(lán)牙協(xié)議ClassB的局限性有了較大的偏差，今后可以通過軟件去校驗(yàn)與修正，在實(shí)時(shí)性方面通過系統(tǒng)秒表的實(shí)時(shí)記錄可以得出25m之內(nèi)的實(shí)時(shí)性也是非常好的，整體來說本次設(shè)計(jì)符合要求，在軟件的修正校驗(yàn)上可以做更多的算法，讓數(shù)據(jù)更精確更準(zhǔn)確。

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