基于MSP430单片机的小气候系统
本系统是基于MSP430的小气候采集系统,精度高,超低功耗,可以在设备自身供电的条件下长时间在野外测量数据。且由于设备成本较低,可以利用多个设备组成传感器网络,并通过终端设备远程设定采样频率,从而对某一区域的土壤温湿度,空气温湿度,光照强度等信息做详细的记录。
基本电路由
MSP430F149单片机驱动外围的传感器设备,土壤温湿度传感器(5TM)、空气温湿度传感器(SHT11)、光强度传感器(S1087)分别负责采集土壤温湿度、空气温湿度和光强度,可根据预设时间对数据进行存储,并可通过存储集中传输的模式由射频传输模块进行数据的远距离的传输。由于所采用的传感器响应时间短,可作为便携式手持设备使用,从而大大提高测量速度,提高测量效率。
温湿度传感器SHT11:SHT11传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专业的工业CMOS过程微加工技术,确保产品具有极高的可靠性和卓越长期的稳定性。测湿精度±3.0[%RH],测温精度±0.4[℃]在25℃。传感器包含一个电容式聚合体测湿原件和一个隙式测温原件并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。此产品具有超快响应,抗干扰能力强,性价比高等优点,每个SHT11传感器都在极为精确的湿度校验试中进行校准。数字信号的整个传输过程由CRC-8校验,任何错误数据将被检测到并清除。SCK接P1.4口,为串行时钟输入引脚,用于微MCU与SHT11之间的通讯同步。SDL接P1.5口,用于数据的读取,在SCK时钟下降沿之后改变状态,并仅在SCK时钟上升沿有效。
5TM土壤温湿度传感器:利用水分是决定土壤介电常数的主要因素这一特点,通过测量土壤的介电常数并通过公式来精确得出土壤的真实湿度,另外为了更加准确地反应所测对象的湿度,5TM对国际上惯用的经典算法进行了改进,提供了面向不同测量对象的算法供用户调用,从而大幅地提高了所测量数据的准确性。静态工作电流0.3mA,测量电流10mA,测量时间150ms,保证了设备快速测量和低功耗的特性。
硅光电池:硅光电池S1133是一种直接把光能转换成电能的半导体器件。它的结构很简单,核心部分是一个大面积的PN结,当二极管的管芯(PN结)受到光照时,由光生伏特效应产生回路电流。由于硅光电池的PN结面积比二极管的PN结大得多,所以受到光照时产生的电动势和电流也大得多。利用光伏效应可以将光强度的变化量通过电流变化的线性关系反映出来,再通过放大电路将信号进行放大,依据他们之间的线性关系测得光强度。