南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文）开题报告题目：手持式无线数据采集系统设计（接收部分设计)专业：测控技术与仪器班级：K测控091学号：240081511学生姓名：顾超指导教师：黄家才副教授2013年3月本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名顾超学号240081511专业测控技术与仪器指导教师黄家才职称副教授所在院系康尼学院课题来源自选课题课题性质工程设计课题名称手持式无线数据采集系统设计（接收部分设计)毕业设计的内容和意义该课题利用以MSP430系列单片机为信息处理核心，利用低功耗RF芯片CC1100构成无线数据采集系统，完成对油田压力等参数的高精度采集、显示以及无线收发、标定等功能。毕业设计内容：1、电源电路设计；2、存储电路设计；3、时钟电路设计；4、系统电源电路设计；5、无线收发电路设计；6、单片机系统设计；7、显示模块软件设计；8、定时采集存储模块软件设计；9、无线通讯模块和数据处理模块软件设计；课题意义：随着科学技术的发展，无线通信技术在工业生产以及测量控制系统中发挥了不可替代的作用。针于本次课题中的主要工作是对油田压力的测量，在通常情况下需要人们应用测压设备到出油管道口测量油压，在实际应用中人们发现在这些工作环境较为恶劣的地方进行数据的监测不仅有工作效率低、预警性能差、数据采集量有限等缺点。无线数据采集系统由于可以实现远距离的监测，与传统监测方式相比具有监测方式灵活、可拓展性强、效率高等优势。本课题拟采用MSP430F147IPM低功耗微处理器和CC1100通信模块，实现对输油管道压力测试。本课题一旦设计成功，将会大幅度的改善油田输油管道的压力监测的工作效率，同时在接收端有良好的数据显示界面。文献综述本设计主要通过应用MSP430和CC1100芯片实现对油田压力的远程测量，课题对于功耗的要求很高。文中阐述了TI公司的MSP430[1][4]系列的一种具有超低功耗特性的功能强大的16位单片机，在1MHz时钟条件下工作电流可在0.1uA至200uA之间，并且具有高效率的精简16位指令结构，且大多数指令可在一个时钟内完成，它还具有高级语言编程的能力。并阐述了软件设计的思想，包括系统主程序的设计，数据中断器主程序的设计，在低功耗的设计方面，除了采用低功耗的硬件还利用软件的设计使一些耗电设备在空闲时处于低功耗的状态。对于无线收发CC1100芯片[2]在文中阐述了它是一款成本低，功耗低，体积小的UHF收发器。CC1100工作在315，433，868，915MHz的ISM和SRD频段，最高工作速率达500kps，支持2-FSK，GFSK和MSK调制方式，可编程控制的输出功率最高可达+10dBm,同时内置硬件CRC检错，单独的64字节RX和TX数据FIFO，软件编程非常方便。CC1100的突出特点是内置发射、接受缓冲区以及在收发数据是对包处理的支持，数据包格式如图1所示。前导码(8×nbit)可选、自动同步字(16/32bit)可选、自动数据长度(8bit)地址(8bit)可选数据(8×nbit)CRC–16(16bit)可选图1数据包格式前导码是一个交互的0，1序列（01010101...）.前导的最小长度是可编程控制的。当发射数据时，调制器开始传送前导；当控制数的目的前导字节被传送完毕，调制器开始发送同步词汇，然后传送来自TX_FIFO的可利用的数据。若TX_FIFO为空，调制器将继续传送前导字节，直到第一个字节被写入TX_FIFO。调制器将随后传送同步词汇和数据字节。在无线数据采集系统的设计中由于系统的供电采用的是电池式的，因此在电器原件的工作方式的配置上，需要考虑系统节能性与高效性。在文中通过降低单片机MSP430的功耗[3]：现场数据采集以中断方式为主。系统初始化完成后，立即进入低功耗模式，当有数据要采集时唤醒进入中断服务程序，完成后重新进入低功耗模式。MSP430单片机利用2套独立的时钟源:外部时钟以及DCO片内时钟[11]。通常情况下，系统运行频率越高，电源功耗就会相应增大，而MSP430单片机可在满足功能需要的情况下按一定比例降低MCU主时钟频率,以降低电源功耗。在不需要高速运行的情况下可选用副时钟低速运行，进一步降低功耗。通过软件对特殊功能寄存器赋值可改变CPU的时钟频率，或进行主时钟和副时钟切换，从而实现对总体功耗的控制。对于无线通信模块的功耗，由于它的功耗主要来自于射频单元，应该减少数据的发送次数，从而减少射频单元的工作时间，但同时又要保证监控中心能够实时掌握现场的数据尤其是报警信息。系统设计了多种方式相结合的唤醒与发送策略：①常态：CC1100处于省电模式；②周期性发送：即每隔一段时间向监控中心发