智能環境數據采集小車
加入技術交流群
2．3 無線模塊
NRF24L01是NORDIC公司最近生產的一款無線通信通信芯片，采用FSK調制，內部集成NORDIC自己的Enhanced ShortBurst協議。可以實現點對點或是1對6的無線通信。無線通信速度可以達到2 M(bps)。工作在2．4 GHz世界通用ISM頻段。通過SPI協議與單片機進行通訊，單片機只需4個IO口和一個外部中斷口就可操作此模塊。
SPI協議：SPI(Sedal Peripheral interface)串行外圍設備接口，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。SPI是一個環形總線結構，通信以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要至少4根線。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI(數據輸入)，SDO(數據輸出)，SCK(時鐘)，CS(片選)。其時序主要是在sck的控制下，兩個雙向移位寄存器進行數據交換。SDO(MOSI)：主設備數據輸出，從設備數據輸入；SDI(MISO)：主設備數據輸入，從設備數據輸出；SCLK時鐘信號，由主設備產生；CS：從設備使能信號，由主設備控制。
2．4 溫濕度傳感器
溫濕度傳感器是系統中最重要的部分，需要響應速度快，采樣間隔短，分辨率高，誤差小。本設計選定DHT21數字溫濕度傳感器，這是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數字模塊采集技術和溫濕度傳感技術，具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。單片機通過IIC協議與傳感器通信，直接輸出數字量，無需轉換。精度高采樣間隔小，滿足實時采樣。4針單排引腳封裝，與單片機連接方便。電路如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/192918.htm
IIC總線是由數據線SDA和時鐘SCL構成的串行總線，可發送和接收數據。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進行雙向傳送，最高傳送速率100 kbps。各種被控制電路均并聯在這條總線上，但就像電話機一樣只有撥通各自的號碼才能工作，所以每個電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過程中，IIC總線上并接的每一模塊電路既是主控器(或被控器)，又是發送器(或接收器)，這取決于它所要完成的功能。CPU發出的控制信號分為地址碼和控制量兩部分，地址碼用來選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調整的類別(如對比度、亮度等)及需要調整的量。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨立，互不相關。
IIC總線在傳送數據過程中共有3種類型信號，它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數據。結束信號：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據。應答信號：接收數據的IC在接收到8 bit數據后，向發送數據的IC發出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU向受控單元發出一個信號后，等待受控單元發出一個應答信號，CPU接收到應答信號后，根據實際情況作出是否繼續傳遞信號的判斷。若未收到應答信號，判斷為受控單元出現故障。
DHT21數字溫濕度傳感器數據格式：
40 bit數據=16 bit濕度數據+16 bit溫度數據+8 bit校驗和(濕度高8位+濕度低8位+溫度高8位+溫度低8位)的末8位=校驗和
當溫度低于0℃時溫度數據的最高位置1。
3 軟件設計
3．1 小車程序流程圖
小車程序主要實現對控制臺控制信號接收和處理，控制電機轉動。軟件設計中首先對無線模塊，溫濕度傳感器定時器等進行初始化，然后用查詢的方式判斷是否接收到站臺指令，如果接收到對指令進行判斷根據指令類型控制小車行進。小車程序流程圖如圖4所示。
評論