基于AVR和ZigBee技術(shù)的工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（3）二氧化硫濃度傳感器

二氧化硫濃度傳感器采用2SH12二氧化硫半導(dǎo)體傳感器， 2SH12二氧化硫傳感器是高性能的氣體檢測(cè)傳感器，可用于對(duì)工業(yè)中SO2氣體的檢測(cè)。其對(duì)二氧化硫氣體有有很好的選擇性，

靈敏度很高，同時(shí)具有良好的重復(fù)性和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性及抗干擾，適合本系統(tǒng)的開發(fā)需求。

特性參數(shù)

　　回路電壓：（Vc）5-24V

　　取樣電阻：（RL）0.5-20KΩ

　　加熱電壓：（VH）5±0.1V

　　加熱功率：（P）約750mW

　　靈敏度：R0（air）／RS（100ppmC2H5OH）＞5

　 響應(yīng)時(shí)間：Tres＜10秒

　　恢復(fù)時(shí)間：Trec＜30秒

工作環(huán)境：溫度-10-＋50℃、相對(duì)濕度0-90％RH.

（4）一氧化碳濃度傳感器

一氧化碳濃度傳感器擬采用CO/CF-1000，其濕度精度最高可達(dá)到±1.8%RH，外殼耐堿耐腐蝕，可用于工業(yè)園區(qū)的一氧化碳濃度檢測(cè)。

CO/CF-1000技術(shù)規(guī)格：

測(cè)量范圍 : 0-1000 ppm（可選200ppm,300 ppm；500 ppm；2000 ppm；4000 ppm）
最大負(fù)荷 : 20000 ppm
內(nèi)置過濾器　 : 過濾酸性氣體(可選帶氫氣補(bǔ)償〈2%，過濾SO2和H2S）
工作壽命 : 空氣中3年
輸 出?。?00±20nA/ppm 4-20mA(一氧化碳檢測(cè)模塊）
分辨率 : 0.5 ppm
溫度范圍 : -20℃ to 45℃
壓力范圍 : 大氣壓±10%
響應(yīng)時(shí)間 (T90): 40 seconds
濕度范圍　: 15-90 %RH（非凝結(jié)）
零點(diǎn)輸出 (純凈空體，20℃): -1 to +3 ppm
最大零點(diǎn)漂移(20℃－40℃) : 10 ppm
長(zhǎng)期漂移 : 2% /每月
推薦負(fù)載值 　:　10Ω
偏置電壓 : 無需
線性度輸出　 : 線性
重復(fù)性 : 2%
存儲(chǔ)溫度 : 5℃ to 20℃
存儲(chǔ)壽命 : 6個(gè)月（容器內(nèi)）

重　　量　　?。杭s13克（5.4克，32克可選）

2 微處理單元

微處理器作為整個(gè)節(jié)點(diǎn)的控制核心，要對(duì)來自各個(gè)方面的信息作最終的判斷和控制。我們擬采用AVR32 AT32UC3A（圖６），其低功耗的特性和豐富強(qiáng)大的處理能力十分適合本系統(tǒng)的開發(fā)。

　 圖?。丁　?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/AVR">AVR32 AT32UC3A

該AT32UC3A集成了可安全和快速訪問的片上閃存和SRAM存儲(chǔ)器。

外設(shè)直接內(nèi)存訪問控制器（PDCA循環(huán)），無需處理器參與外設(shè)和存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳輸。PDCA大幅降低了處理連續(xù)的大數(shù)據(jù)的開銷和在模塊在微控制器間流都動(dòng)的時(shí)間。

PowerManager提高了設(shè)計(jì)的靈活性和安全性：芯片上的欠壓檢測(cè)器監(jiān)視電源，CPU使用片內(nèi)RC振蕩器或外部振蕩器中之一運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘和與之相關(guān)的計(jì)時(shí)器會(huì)跟蹤記錄相關(guān)的時(shí)間。

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：包括三個(gè)相同的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器通道。每個(gè)通道都可以獨(dú)立編程進(jìn)行頻率測(cè)量，事件計(jì)數(shù)，間隔測(cè)量，脈沖生成，延遲時(shí)間和脈沖寬度調(diào)制。該AT32UC3A還具有多種通信密集型應(yīng)用通訊接口。除了標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，如UART，SPI或TWI接口外還有靈活的同步串行控制器接口、USB和以太網(wǎng)MAC接口等可供使用。 同步串行控制器可輕松實(shí)現(xiàn)串行通信協(xié)議和像I2S這樣的音頻標(biāo)準(zhǔn)。得益于以豐富的端點(diǎn)??配置，它的全速USB 2.0接口支持多種USB類，OTG接口允許設(shè)備像USB閃存盤或一個(gè)USB打印機(jī)設(shè)備直接連接到處理器。

AT32UC3A主要特性:

A、高性能，低功耗的AVR ® 32 UC的32位微控制器

B、緊湊型單周期RISC指令集，包括DSP指令集

C、15個(gè)外設(shè)DMA通道加快了與外設(shè)通信的速度

D、內(nèi)部高速閃存 512K字節(jié)，256K字節(jié)，版本128K字節(jié)

E、單周期存取高達(dá)33兆赫

F、 Prefetch Buffer Optimizing Instruction Execution at Maximum Speed - 優(yōu)化預(yù)取緩沖器在最大速度指令執(zhí)行

G、4ms的頁編程時(shí)間和8ms的全芯片擦除時(shí)間

H、64K字節(jié)（512KB的閃存和256KB），32K字節(jié)（128KB閃存）

I、SDRAM / SRAM Compatible Memory Bus (16-bit Data and 24-bit Address Buses) - 的SDRAM / SRAM的兼容內(nèi)存總線（16位數(shù)據(jù)和24位地址總線）

J、低延遲中斷服務(wù)，可編程優(yōu)先級(jí)

K、電源和時(shí)鐘管理包括內(nèi)部RC時(shí)鐘和一個(gè)32kHz振蕩器

L、看門狗定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器

M、Flexible End-Point Configuration and Management with Dedicated DMA Channels - 靈活的端點(diǎn)配置和管理的專用DMA通道

N、三個(gè)外部時(shí)鐘輸入，脈寬調(diào)制，捕獲和各種計(jì)數(shù)功能

O、One Master/Slave Two-Wire Interface (TWI), 400kbit/s I2C-compatible一個(gè)主/從雙線接口（TWI），400kbit / s的I2C兼容

3 無線通信單元

傳統(tǒng)的射頻前端接收部分包括帶通濾波器、低噪聲放大器、本振、檢波整形、放大器等，發(fā)射部分包括調(diào)制器、功率放大器、帶通濾波器等。而單片數(shù)字信號(hào)射頻收發(fā)芯片集成了無線通訊系統(tǒng)的大部分功能，外加少量外圍器件即可構(gòu)成專用或通用無線通信模塊，簡(jiǎn)化了射頻前端的設(shè)計(jì)。

本設(shè)計(jì)擬采用ATMEL公司的ATmega128RFA1芯片，該片上系統(tǒng)提供了低功耗ZigBee解決方案，可以實(shí)現(xiàn)和完成ZigBee協(xié)議中FFD與 RFD設(shè)備的功能。

•通用的2.4GHz ISM頻帶收發(fā)器與微控制器

•RF4CE的，SP100，的WirelessHART，ISM應(yīng)用和IPv6/6LoWPAN的無線電收發(fā)器提供了從250 kb / s的高達(dá)2兆字節(jié)/秒，架高的數(shù)據(jù)傳輸速率處理，優(yōu)秀的接收靈敏度和高傳輸輸出功率，能夠?qū)崿F(xiàn)非常強(qiáng)大的無線通訊。其特性如下：

A、高性能低功耗，

B、擁有8位微控制器

C、先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)

D、135條指令 -大多數(shù)為單時(shí)鐘周期執(zhí)行

E、32x8通用工作寄存器

F、全靜態(tài)工作

G、高達(dá)16 MIPS的吞吐量，在16兆赫和1.8V

H、非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

I、系統(tǒng)內(nèi)128K字節(jié)可編程閃存

J、2000寫/擦除周期

K、4K字節(jié)的EEPROM

L、 內(nèi)部16K字節(jié)的SRAM

圖?。贰Tmega128RFA1管腳圖

圖?。浮Tmega128RFA1內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖