無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

　　在輸出端接了一個100 nF的隔直電容，這會使得輸出不再是42 Ω的純阻，所以經(jīng)過PSPICE仿真，進(jìn)行校準(zhǔn)，得到最終的具體參數(shù)。

圖2 e3355開關(guān)狀態(tài)功放

　　2.3 接收機(jī)解調(diào)電路分析

　　由于本系統(tǒng)采用的是OOK凋制，所以采用靈敏度高的倍壓檢波。當(dāng)終端與節(jié)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)時，為了提高接收靈敏度，所以使用了兩級放大，從而在距離較遠(yuǎn)的時候也能正常檢測到信號。考慮到在近距離時，在天線線圈接收處加上限幅電路。這樣就保證了在近距離和遠(yuǎn)距離時都能夠接收到較好的信號。但是實(shí)際上由于在很遠(yuǎn)的時候接收到的信號還是很小，這樣就導(dǎo)致了隨著距離的遠(yuǎn)近需要改變比較器的參考電平，因此采用一個RC積分保持電路，使得能檢測到最大的峰值，這樣就實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)比較，從而在遠(yuǎn)距離時串口依然能夠正確識別信號。

　　為r實(shí)現(xiàn)天線的復(fù)用，使用一個開關(guān)電路來切換收發(fā)模式。這個開關(guān)電路使用單片機(jī)I／O口來控制高速二極管的導(dǎo)通與關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)切換的。

　　2.4 通信協(xié)議分析與設(shè)計(jì)

　　通信協(xié)議采用的是終端發(fā)起同步傳輸，各個節(jié)點(diǎn)根據(jù)終端的同步信息同步自己的時鐘，然后在自己編號所分配的時隙內(nèi)依次傳輸。

　　信息的交換采用幀交換，每個幀由4個字節(jié)組成，結(jié)構(gòu)如下圖示。每一次發(fā)送或者接收都足以幀為單位。其中數(shù)據(jù)氳揍的低七位表示0～100 oC的溫度，最高位表示光照的有無，1為有，0為無。

　　整個通信過程如下圖示，終端不斷發(fā)起同步傳輸，每個同步傳輸分為信息同步發(fā)送和中繼同步發(fā)送2個階段。信息同步發(fā)送階段收到終端同步信號的節(jié)點(diǎn)在分配給自己的時隙發(fā)送數(shù)據(jù)。中繼同步階段沒有收到終端同步信號的節(jié)點(diǎn)收到相鄰節(jié)點(diǎn)回復(fù)給終端的信息后，在本階段自己的時隙內(nèi)發(fā)送中繼請求，目的ID為監(jiān)聽到的節(jié)點(diǎn)中的任意一個，由選中的節(jié)點(diǎn)在下一個信息同步發(fā)送階段代替自己發(fā)送信息給終端。

圖3數(shù)據(jù)幀格式

　　為了克服各個節(jié)點(diǎn)定時不夠精確的問題，需在每個幀之間加入保護(hù)間隔，在本協(xié)議中設(shè)計(jì)為發(fā)送一個字節(jié)的時間。

　　即發(fā)送一幀數(shù)據(jù)需要5個字節(jié)的時間。因此可以計(jì)算得到滿足要求最低的波特率。按照最壞情況計(jì)算，一共需要256×3A時隙，每個時隙由5個字節(jié)之間，每個字節(jié)10個位，所以波特率大于：

　　這里為了留出余量設(shè)置為9 600 bps。