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

杜龍龍

【摘 要】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MSP430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)的實時性采集，對溫度濕度的采集進(jìn)行了比對，取得了一定的效果。

【關(guān)鍵詞】低功耗；430；藍(lán)牙通訊

引言

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對通訊的要求越來越高，表現(xiàn)在實時性，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硬件平臺下，通過藍(lán)牙的通訊協(xié)議，實時性的遠(yuǎn)程采集工廠車間的溫度和濕度，用于工人可以遠(yuǎn)程實時監(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

傳統(tǒng)的車間溫度檢測大多采用水銀溫度計，或者濕度計，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，降低了工作效率，而且車間操作的時候，人員的擅自進(jìn)入會涉及更多的安全性問題，這些都是對一個企業(yè)的安全保障致命的考驗。

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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和傳輸，通過處理器對數(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，具有傳輸簡單方便快捷，易于移植，準(zhǔn)確度高的優(yōu)點，而且同時集成了溫度與濕度的采集，不需要連接兩個傳感器，方便連接。

2.系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)

2.1 藍(lán)牙模塊的收發(fā)實現(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，主機和從機通過制定的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行配對，配對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，從機藍(lán)牙模塊發(fā)送給主機。

2.2 MSP430低功耗處理器的

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

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應(yīng)了3個時鐘（輔助時鐘，主時鐘，子時鐘）的開啟和關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)AM也就是正常工作的時候，三個時鐘都正常工作，當(dāng)?shù)凸墓ぷ髂Ｊ?的時候 主時鐘關(guān)閉，其余開啟。當(dāng)?shù)凸哪Ｊ?的時候子時鐘關(guān)閉，其余開啟；當(dāng)?shù)凸墓ぷ髂Ｊ?的時候，輔助時鐘開啟，其余的都關(guān)閉。當(dāng)工作模式2的時候功耗最低，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊功耗模式2的時候，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：

__bis_SR_register（LPM0_bits + GIE）；

GIE開啟全局中斷，當(dāng)處理器處于低功耗休眠狀態(tài)的時候，有中斷就能實現(xiàn)喚醒，當(dāng)沒有中斷發(fā)生，就會進(jìn)入休眠，從而實現(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)的實時性以及錯誤率的影響，通過100個數(shù)據(jù)的樣本來查看差錯率，分別以5米一個間隔，進(jìn)行5個樣本的分析，得到如下結(jié)果，如表1所示：

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

本文通過藍(lán)牙模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程的濕度溫度監(jiān)測，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以后因為藍(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與修正，在實時性方面通過系統(tǒng)秒表的實時記錄可以得出25m之內(nèi)的實時性也是非常好的，整體來說本次設(shè)計符合要求，在軟件的修正校驗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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