Đồ Án Mạng cảm nhận không dây có các nút mạng sử dụng vi điều khiển CC1010 của hãng Chipcon – Nauy

TÓM TẮT NỘI DUNG CỦA KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Trong khoá luận này tôi đã nghiên cứu vể một loại đầu đo ứng dụng công nghệ vi cảm biến tương tự, đó là dùng đầu đo áp suất để đo độ sâu của nước. Từ các đặc trưng cơ bản của các bộ cảm biến nói chung cũng như của cảm biến áp suất nói riêng, bản luận văn này đã đưa ra cấu trúc cùng nguyên lý hoạt động của đầu đo áp suất - mức nước. Đó là một loại đầu đo thuộc loại cảm biến tương tự được chế tạo theo công nghệ vi cảm biến áp suất kiểu áp điện trở có độ nhạy và độ ổn định cao.
Qua việc thực nghiệm đo điện thế lối ra của đầu đo khi tăng hoặc giảm độ sâu của nước tôi đã rút ra được một số đặc trưng cơ bản của đầu đo là độ nhạy và độ tuyến tính. Đầu đo này sử dụng module XFPM-200KPG của hãng Fujiura - Nhật, có độ phân giải 1cm, độ nhạy của đầu đo cỡ 2mV/cm, đầu đo có thể đo được độ sâu của nước khoảng 600cm.
Trong khoá luận này tôi cũng xin giới thiệu về một mạng cảm nhận không dây có các nút mạng sử dụng vi điều khiển CC1010 của hãng Chipcon – Nauy. Từ việc nghiên cứu các đặc tính của mạng, của nút mạng cảm nhận, chúng tôi đã xây dựng các bước để ghép nối đầu đo áp suất với nút mạng đồng thời xây dựng một chương trình nhúng truyền nhận không dây qua nút mạng cơ sở và tiến hành thực nghiệm việc truyền nhận này qua một số nút mạng.
2
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 4
CHưƠNG 1: ĐẦU ĐO ÁP SUẤT - MỨC NưỚC . 6
1.1. Giới thiệu về cảm biến. . 7
1.1.1. Khái niệm. 7
1.1.2. Đặc trưng cơ bản của bộ cảm biến. . 8
1.1.2.1. Hàm truyền. . 8
1.1.2.2. Độ lớn của tín hiệu vào. . 9
1.1.2.3. Sai số và độ chính xác. . 9
1.1.3. Một số điều về cảm biến nối tiếp và cách ghép nối. 10
1.2. Các phương pháp đo áp suất. . 11
1.2.1. Tồng quan về áp suất. . 12
1.2.2. Nguyên tắc và các phương pháp đo áp suất. 13
1.2.3. Đầu đo áp suất - mức nước. 16
1.3. Khảo sát một số đặc trưng của đầu đo: độ nhạy, độ tuyến tính. 21
1.3.1. Dụng cụ thí nghiệm 21
1.3.2. Mục đích thí nghiệm. 22
1.3.3. Đo điện thế lối ra của đầu đo khi giảm độ cao của cột nước. . 22
1.3.4. Đo điện thế lối ra của đầu đo khi tăng độ cao của cột nước. 27
1.3.5. Kết luận. . 28
CHưƠNG 2: GHÉP NỐI ĐẦU ĐO VỚI NÚT MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY 30
2.1. Giới thiệu mạng cảm nhận không dây. 30
2.1.1. Các ứng dụng của mạng cảm nhận. . 30
2.1.2. Các chỉ tiêu hệ thống. . 32
2.1.3. Các chỉ tiêu nút mạng. 33
2.2. Giới thiệu về nút mạng. 35
2.2.1. Một số vi điều khiển có thể làm nút mạng cảm nhận. 35
2.2.2. Giới thiệu về vi điều khiển CC1010. . 36
2.2.2.1. Các đặc điểm chính. . 36
2.2.2.2. Cổng. . 36
2.2.2.3. Ngắt. 37
3
2.2.2.4. Biến đổi ADC. . 39
2.2.2.5. Bộ định thời. 39
2.2.2.6. Bộ thu phát không dây RF (RF transceiver). 40
2.2.2.6.1. Miêu tả chung. . 40
2.2.2.6.2. Mạch ứng dụng RF. . 42
2.2.2.6.3. Điều khiển bộ thu phát RF và quản lý năng lượng. 43
2.2.2.6.4. Điều chế dữ liệu và các chế độ dữ liệu. 44
2.2.2.6.5. Tốc độ Baud. . 44
2.2.2.6.6. Truyền và nhận dữ liệu. . 45
2.2.2.7. Module CC1010EM. 47
2.3. Ghép nối nút mạng CC1010 với đầu đo áp suất - mức nước. . 48
2.4. Kết luận. 49
CHưƠNG 3: CHưƠNG TRÌNH NHÚNG TRUYỀN/NHẬN THÔNG QUA NÚT MẠNG CƠ SỞ . 51
3.1. Giới thiệu về chương trình nhúng. . 51
3.1.1. Tổng quan về phần mềm nhúng. . 51
3.1.2. Các bước xây dựng một phần mềm nhúng. . 52
3.2. Phần mềm nhúng viết cho CC1010. . 52
3.3. Chương trình khảo sát quan hệ áp suất - độ cao cột nước. . 57
3.4. Kết luận. 77
PHẦN KẾT LUẬN 78
PHỤ LỤC . 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 83