利用計算機、傳感器技術和無線通信,設計了用于PCB電鍍電流檢測 無線傳感器網絡監測系統.該監控系統以NRF9E5單片機為無線傳感器節點核心,運用霍爾電流傳感器和檢測電路 設計,實現了無線傳感器節點與計算機 無線通信.利用計算機、傳感器技術和無線通信,本文設計了用于PCB電鍍電流檢測 無線傳感器網絡監測系統。該監控系統以NRF9E5單片機為無線傳感器節點核心,運用霍爾電流傳感器和檢測電路 設計,實現了無線傳感器節點與計算機 無線通信。PCB板 主要功能是使各種電子零組件形成預定電路 連接,其質量 好壞將直接影響整個機電產品 性能。PCB電鍍電流是影響PCB板質量晟鈦pcb廠商 重要因素之一,目前PBC電鍍電流 檢測是由操作人員拿著手持 監測設備、間隔一定時間進行檢測;因此存在不少缺點,如非實時檢測,容易漏檢和誤檢,長期在電鍍環境里工作會損害人體健康等。鑒于人工檢測已不能適應當今制造技術發展 需要,本文提出PCB電鍍電流 無線傳輸方案,即在需要檢測電鍍電流 地方安放傳感器節點,并由監控中心對采集 電流數據進行統一實時 監測和控制。1系統框架基于無線傳感器網絡 PCB電鍍電流監測系統架構如圖1所示,它可以分為3層:數據采集層、系統通信層和管理層。數據采集層是整個系統 最底層,它由安放在工作環境中 傳感器節點和匯聚節點組成。通過內置 數據采集單元,傳感器節點可以采集流過PCB板 電流信號,進行數據整理后,以無線通信 方式發送給匯聚節點;匯聚節點將傳感器節點發送來 數據進行匯聚、分析和儲存,并等待計算機 命令,準備好與計算機之間晟鈦科技 通信。系統通信層是指匯聚節點與計算機之間 通信,采用RS232串口通信方式。通過設置P0_ALT。1=1,P0_DIR。1=l,選擇NRF9E5 P01與P02引腳 第二功能作為串口 RXD與TXD,通過芯片MAX232進行電平轉換與計算機 串口連接來處理從各節點采集回來。 數據,并通過主模塊發送控制指令和有效數據完成對各個節點 設置,實現對現場設備 控制。管理層是計算機對采集上來 電鍍電流數據進行分析處理 過程。計算機能根據管理者 需要采集安裝霍爾傳感器節點 電流數據,并完成數據處理、圖表顯示、控制和儲存等多種管理功能;當流過PCB板 電流超過或低于給定值范圍,系統給出聲光報警。2系統硬件及設計無線傳感器節點是整個無線網絡 基本組成單元,它 主要任務是采集PCB電鍍電流數據,對數據進行前期處理,并對來自上位機 命令做出回應,進而向上位機發送采集到晟鈦印刷電路板公司 電流數據。無線傳感器節點由NRF9E5單片機系統、無線通信單元、傳感器單元和指示燈報警電路等組成。2.1NRF9E5單片機系統NRF9E5無線單片機是NordicVLSI公司于2004年推出 無線單片機芯片,它是真正。 系統級芯片,內置 433MHz、868MHz、915MHz收發器與NRF905芯片 收發器一樣。內嵌 微8051控制器,帶有4輸入10位80kS/s A/D轉換器,工作電壓較寬(1。9~3。6V),可以工作于ShockBurst方式,即自動處理前綴、地址和CRC方式;CPU還擴展了2個數據指針以方便從片外RAM讀取數據。NRF9E5 微處理器中有256bit 數據RAM和512bit ROM。上電復位或軟件復位后,處理器自動執行ROM引導區中 代碼。用戶程序通常是在引導區 引導下,從EEROM加載到1個4kbit RAM中,這個4kbit RAM也可用作存儲數據。整個單片機系統 建立需要極少 外圍元器件,節約資源,對實現低功耗十分有利。2.2無線通信單元由于NRF9E5無線單片機內置了NRF905 433MHz、868MHz、915MHz收發器,從而使整個系統 設計更加簡潔可靠。通過軟件編程,收發器可自動完成發送、接收和監聽等功能,從系統設計角度講,只需對數據包中 數據進行軟件解釋和控制即可。2.3傳感器單元傳感器單元主要負責電流信息 采集,它是保證整個系統性能 基礎。首先需要將電流信號轉換為電壓信號,這里用TBC-LTA系列霍爾電流傳感器,其工作電源電壓±(12~15)V,工作溫度-40~85℃。為了提高測量精度,結合實際被測電流大小值,本文選取TBC-LTA系列直流電流傳感器中 TDC503LTA傳感器。NRF9E5內含一個10位線性AD轉換器,其轉換速率為80kS/s,AD轉換器參考電壓可以通過軟件選擇Aref輸入或內部帶隙參考電壓1。22V。AD轉換器有5個輸入可以通過軟件進行選擇,其典型應用是啟動/停止模式,采樣時間由軟件控制。默認狀態下它是10位 ,如有需要可以通過軟件設置為6位、8位或12位。同時,AD轉換器也可以在差分模式下應用,當AIN0作為負輸入端時,AIN1~3作為正輸入端。2.4指示燈報警電路當流過電路板電流低于下限值或高于上限值時,指示燈報警電路將產生聲光報警,以便管理人員立即采取應對措施。在本設計中,利用紅色LED燈和揚聲器作為指示燈報警電路。3系統軟件設計3.1下位機軟件設計在現代無線通信中,數據都是以數據包 方式來進行傳輸 。對NRF9E5這樣 無線片上系統,每次發送和接收數據也是以數據包 方式進行 。數據包格式是通信協議 重要部分,NRF9E5 無線數據包格式有:Preamble、ADDR、PAYLOAD、CRC。其中,Preamble是前導碼,由硬件自動加上去;ADDR則發送32~40位地址碼;PAYLOAD是有效數據(最大為32bit);CRC是循環冗余碼校驗和,可以由內置CRC糾檢錯硬件電路自動加上,可設為0位、8位或16位。傳感器節點最重要 工作就是將采集到 數據發送出去。要實現數據 無線發送,必須使處理器中 無線收發器工作在發送模式下。NRF9E5 收發器(NRF905)共有3種工作模式:ShockBurst接收(RX)方式、ShockBurst發送(TX)方式和節能方式。。 |