【MSP430共享】嵌入式网络化仪表监控系统的设计

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针对传统仪表通信功能的不足， 采用 MS P 4 3 0设计了一种低功耗、 小型化的嵌入式网络化仪表． 嵌入式网络化技术的应用使底层仪表具有网络功能， 在此基础上构建 了一个基于 网络的仪表监控系统 ， 实现了底层仪表与I n t e r n e t的无缝连接． 

[ 本帖最后由 鑫海宝贝 于 2011-10-12 09:08 编辑 ]

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介绍了以超低功耗单片机 MS P 4 3 0 F 1 4 9为核心，结合外围传感器和无线收发模块的传感器网络节点的软、硬件设计与实现方案， MS P 4 3 0 FI 4 9控制传感器采集环境中的温度、湿度和振动数据，并对原始数据进行初步处理，再由无线收发模块将数据发送给相邻节点， 一级级转发最终发送回服务器，实现对环境的监测。 

[ 本帖最后由 鑫海宝贝 于 2011-9-8 13:23 编辑 ]

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介绍了一种基于 T I 公司低功耗 Ds PT Ms 3 2 0 v c 5 5 O 9 A和 T I 低功耗 Ms P 4 3 O单片机 Ms P 4 3 0 F 1 6 l 1  的嵌入式系统，给出了1 Ms 3 2 0 Vc 5 5 0 9 A和Ms P 4 3 0 F l 6 l 1 之间四种可用的通信方式，并进行了比较，最后对实际应用中的一些注意事项作了说明。 

[ 本帖最后由 鑫海宝贝 于 2011-9-8 13:24 编辑 ]

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在嵌入式组合导航系统中， 对导航计算机进行串口扩展是实现导航计算机和多个异步串1 2导航设备进行数据通信的重要前提。针对 目前的串1 2扩展法无法有效利用串1 2扩展芯片内部 F I F O的问题， 提出了一种基于数据拆分的串口扩展法， 并依据该方法设计了以MS P 4 3 0 F 1 4 9单片机和T L 1 6 C 5 5 4 A芯片为核心的多路异步串口系统。试验证明， 该方法能有效地利用串口扩展芯片的内部 F I F O， 提高了系统的 串口通信效率。

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寻北过程自动化是陀螺经纬仪发展的必然趋势 ，设计了一种 以 MS P 4 3 0单片机和电子罗盘为核心 的自动粗寻北 系统 ，明显地 提高粗寻北速度及精度 ；单片机通过异步 串口实时采集 电子罗盘与真北方 向角度偏差 ，控制精密转 台旋转 ，直到仪器处于真北方位 ±3 0 分以内为止 ；实验结果表明 ，系统寻北精度控制在预定范 围以内 ，粗寻北 时间也 由传统 的跟踪逆转点法所需的 1 O分钟左右减少到现在的1分钟 以下 ，为最终全 自动寻北节省了时间

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热电阻在工业生产中常用于中低温区测温， 是温度测量中应用较为普遍的测温元件． 通过对其测温原理的研究， 设计了基于 MS P 4 3 0 F I 6 9单片机的热电阻测温仪． 本设计采用恒流源驱动三线制热电阻， 配合信号平移、 放大电路， 利用片内A ／ D转换器， 通过分时采样将热电阻对应的电压信号采集进来．经过一阶插值拟合运算程序处理后显示温度值并由D ／ A转换器输出电压信号， 再经过V- 1变换实现4—2 0 mA 变送输出功能．

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介 绍 了热 量 计 量 技 术 的 发 展 现 状 。 阐 述 了基 于 低 功 耗 MS P 43 0F1 4 7 的 智 能 网 络 热 量 k ． - 的 内部硬 件 结构 以及 关键 参数 的测 量 和计 算 方 法 ， 软 件 的设 计 思 想 和 组 成 ， 编 写 了主 程序 ， 以及 集 中 器的 的硬件 构 成 。设 计 了一 种远 程计 量 小 区用 户耗 热 的 智 能热 量 表 ， 各 个 智 能 热量 表联 成 一 个计 算机 动 态监 控 网络 ， 监 控 中心通过 动 态监 控 网络 所传 输 的 实时数 据 对 智 能 网络 热量 k ． - 进 行 实 时 监 控 。

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讨论 了压电超声换能器的电学模型， 从超声电源锁相控制的原理出发 ， 建立了超声电源锁相控制 系统的数学模型并进行了稳定性分析 ， 得到了软件锁相环( S o f t — w a r e P h a s e - L o c k e d L oo p ， 简称 S P L L ) 算法的稳定条件。 给 出了基于高速混合信号处理器MS P 4 3 0 F 2 0 1 2实现 S P L L算法的方法． 实验结果验证了该 S P L L的正确性和精确性。

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给出了一种基于超低功耗芯片 MS P 4 3 0 F 1 4 9单片机的射频卡智能水表系统的设计方案， 其中采用射频卡T 5 5 5 7及其读写基站 U2 2 7 0 B作 为系统的射频读写模块。重点阐述了系统 的硬件构成及软件设计流程 ， 并简单介绍 了基 于此系统的用水管理 系统的设计。该射频卡智能水表 可广泛应用于各城市供水系统 ， 并可作进一步推 广应用到工业用液体如石油 ， 化工等流量计量计费系统。

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针对声发射监测仪设计 ， 提 出了基于 n RF 9 0 5型单 片射频收发芯 片的无线远程通信模 块的设 计方案。论述 了该无线通信 系统设计框图和主处理 器 MS P 4 3 O与 P C机的硬件连接 ， 以及 n RF 、 9 0 5配置及收发流程。采用高增益天线提高传榆距 离， 同时制定 了基站 中心模 块和现 场子模 块点对多点的通信 协议 ， 从 而能够识 别噪声和有效数据 ， 避免信号干扰。 实现 了将传感器探 头现场采集到的数据通过单 片机控制和 无线通信模块在 P C机 中显 示处理 。实验表 明该 系统设计能够实现数据高速有效传输 ， 具有低 功耗 ， 抗干扰 ， 传 输远 等特 点。

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论述了地声与地震的相关性， 分析了目前在检测地声技术上存在的问题，并在此基础上设计了新的基于M S P 4 3 0单片机和 G P R S网络的地声检测系统。

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采用具有高性能、 低功耗特点的 MS P 4 3 0单片机作为主控芯片， 结合物质的介电系数与电容器电容量成正比特性， 用双线绕电容传感器测量 ， 设计 出智能化的低功耗石油原 油含水率测试仪。使用数字拟合的方法对测量数据的非线性和温度漂移特性进行了修正和补偿，将测试结果在液晶显示屏上显示。本系统的最大特点是使用的双线绕电容传感器进行数据采集， 能够测量多种物质的含水率。

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为了实现工业上所需精度的温度检测与控制， 以MS P 4 3 0 F 1 4 9 单片机为核心， 设计一种实现温度自动调节的温度控制器， 给出控制器的硬件结构框架与软件设计方案。着重介绍了模糊控制器的设计方法。通过该模糊控制算法， 温度可达到自动调节。实践证明该系统具有良好的稳定性。

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给出了采用分立的大功率MOS 晶体管实现低频功率放大的设计方法，该放 大器主要由稳压电源模块、带阻滤波模块、 电压放大模 块、功率放 大模块、AD转换模 块以及液晶显示模块组成 ，它利用MS P 4 3 0 F 2 2 7 4 来处理与功率相关的信号 ，并实时显示输 出功率和效率。

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在 无线 电测 量 中 ，经 常需要 测量设 备或 网络 的频 率特性 ，矢 量 网络分 析仪用 于测量 二 端 口线 性非 时变 网络 的频率 特性 ，包 括 幅频 响应 和相 频响应 。频率 特性测 量 的关键 是产 生频率 步进的信 号源 ， 该信 号源 的频率 、 幅度 及相位应 能精 确测定 。以往 的扫频信 号源大 多 是 基 于 压 控 振 荡 器 ( vc o) 、函数发 生器及 锁相 环 ( P L L )技术 。这些 技术存 在转 换 频率时 间长 、频率 精度 不高 、硬 件耗 费 比较 大等 问题 。随着 超大 规模集 成 电路 的迅速 发展 ，由单 片微 处理 机和 直接数 字 频率合 成 ( D DS )芯 片 为 核 心构 成 的 DD S扫 频 信 号 源应 运 而生 。与其 它频率 合成 方法 相 比较 ，DD S技术 的主 要优点 是 ：分辨 率高 ； 频 率转 换速 度快 ； 频率切 换 时相位保 持 连续 ； 合成 频率 准确 ； 全数 字化控制 ， 可 与微 处理 器接 口。 D D S对信 号质量 的改善在 于其 系统 的相 位噪声 主要取决 于参 考 时钟振荡 器 ，基本 不受 系统其 他部 分 的影响 。 现 在 ， DD S技术 已经 广泛应 用 于本振 、信 号发生 器 、仪器 、 通信 和雷 达等 系统 。

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本 文介绍一种 基于 MS P 4 3 0 F 2 0 1 2的多功能超低功耗数字钟， 采用晶振计数实现计时， 利用段式液晶显示 ， 静态功耗( 时钟仍工作 ) 仅 0 ． 5 u A， 活动模式下， 功耗 仅 2 5 0 u A (含 段 式 液 晶 ， 不 含 D S 1 8 B 2 0) ， 采集温度时， 功耗为 1 ． 5 mA， 采用普通干电池供电， 如果大部分时间处于待机模式下，工作时间理论上可达 1 0 O年以上， 成本低廉， 开发方便。

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利用单片无线收发模块 n R F 2 4 0 1 A和MS P 4 3 0 F 1 2 3超低功耗微控制器整合超声波发生接收电路组建硬件部分， 利用L a b VI E W7 ． 1 进行上位机软件开发， 构建了一个较实用的超声波定位系统． 通过测试表明， 该系统应用于大型仓储定位寻物， 定位精度可达到厘米级， 还可以进行上位机软件开发 ， 整合到更大的定位管理 系统中．

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为了解决手持式伽玛能谱仪 5 1 2条谱线数 据的存储 与管理， 采用超低 功耗微 处理器 M S P 4 3 0 F 5 4 3 8和 M 2 5 P 1 6 接 口构成能谱数据存储电路， 并合理地分配了 M2 5 P 1 6和 MS P 4 3 O F 5 4 3 8 F l a s h 的存储功能。根据磁盘数据存储与管理方法， 研究了能谱曲线数据的特征， 定义和建立了谱线数据索引字段区。分析了M2 5 P 1 6的写和读时序， 研究出能谱曲线数据存储和管理方法。通过编程、 调试和实验， 验证了上述研究的能谱“ 磁盘” 数据存储管理方法可行， 能谱数据写、 读和擦除时间能够满足能谱仪操作需要； 该方法大大减少了 F l a s h的写入次数， 延长了其使用寿命 ； 该方法所使用的存储电路结构简单， 功耗低。

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LM9 2 V C总线方式控制的数字温度传感器和MS P 4 3 0单片机构成的测温嵌入式 系统和 I n t e r n e t 相连，并通过标准网络测览器进行过程控制。

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介绍了以 M S P 4 3 0单片机为核心控制部件的双组份高压聚氨酯发泡机温度控制系统的设计，对温度控制的原理、 控制策略及其改进方法进行了详细的介绍，同时对系统的结构以及软件实现也作了细致的说明。该系统运用交流调功的方案取得了很好的控制效果 ，具有很好的稳定性和可靠性。