無線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置
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一、任務(wù)
設(shè)計(jì)并制作一個(gè)無線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊溫度和光照信息的探測(cè)。該裝置由1個(gè)監(jiān)測(cè)終端和不多于255個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成（實(shí)際制作2個(gè)）。監(jiān)測(cè)終端和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均含一套無線收發(fā)電路，要求具有無線傳輸數(shù)據(jù)功能，收發(fā)共用一個(gè)天線。
二、要求
1．基本要求
（1）制作2個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)。探測(cè)節(jié)點(diǎn)有編號(hào)預(yù)置功能，編碼預(yù)置范圍為00000001B～11111111B。探測(cè)節(jié)點(diǎn)能夠探測(cè)其環(huán)境溫度和光照信息。溫度測(cè)量范圍為0℃～100℃，絕對(duì)誤差小于2℃；光照信息僅要求測(cè)量光的有無。探測(cè)節(jié)點(diǎn)采用兩節(jié)1.5V干電池串聯(lián)，單電源供電。
（2）制作1個(gè)監(jiān)測(cè)終端，用外接單電源供電。探測(cè)節(jié)點(diǎn)分布示意圖如圖1所示。監(jiān)測(cè)終端可以分別與各探測(cè)節(jié)點(diǎn)直接通信，并能顯示當(dāng)前能夠通信的探測(cè)節(jié)點(diǎn)編號(hào)及其探測(cè)到的環(huán)境溫度和光照信息。
圖1 探測(cè)節(jié)點(diǎn)分布示意圖
（3）無線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置的探測(cè)時(shí)延不大于5s，監(jiān)測(cè)終端天線與探測(cè)節(jié)點(diǎn)天線的距離D不小于10cm。在0～10cm距離內(nèi)，各探測(cè)節(jié)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)終端應(yīng)能正常通信。
2．發(fā)揮部分
（1）每個(gè)探測(cè)節(jié)點(diǎn)增加信息的轉(zhuǎn)發(fā)功能，節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)功能示意圖如圖2所示。即探測(cè)節(jié)點(diǎn)B的探測(cè)信息，能自動(dòng)通過探測(cè)節(jié)點(diǎn)A轉(zhuǎn)發(fā)，以增加監(jiān)測(cè)終端與節(jié)點(diǎn)B之間的探測(cè)距離D+D1。該轉(zhuǎn)發(fā)功能應(yīng)自動(dòng)識(shí)別完成，無需手動(dòng)設(shè)置，且探測(cè)節(jié)點(diǎn)A、B可以互換位置。
圖2 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)功能示意圖
（2）在監(jiān)測(cè)終端電源供給功率≤1W，無線環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置探測(cè)時(shí)延不大于5s的條件下，使探測(cè)距離D+D1達(dá)到50cm。
（3）盡量降低各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的功耗，以延長干電池的供電時(shí)間。各探測(cè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)預(yù)留干電池供電電流的測(cè)試端子。
（4）其他。
三、說明
1．監(jiān)測(cè)終端和探測(cè)節(jié)點(diǎn)所用天線為圓形空芯線圈，用直徑不大于1mm的漆包線或有絕緣外皮的導(dǎo)線密繞5圈制成。線圈直徑為（3.4±0.3）cm（可用一號(hào)電池作骨架）。天線線圈間的介質(zhì)為空氣。無線傳輸載波頻率低于30MHz，調(diào)制方式自定。監(jiān)測(cè)終端和探測(cè)節(jié)點(diǎn)不得使用除規(guī)定天線外的其他耦合方式。無線收發(fā)電路需自制，不得采用無線收、發(fā)成品模塊。光照有無的變化，采用遮擋光電傳感器的方法實(shí)現(xiàn)。
2．發(fā)揮部分須在基本要求的探測(cè)時(shí)延和探測(cè)距離達(dá)到要求的前提下實(shí)現(xiàn)。
3．測(cè)試各探測(cè)節(jié)點(diǎn)的功耗采用圖2所示的節(jié)點(diǎn)分布圖，保持距離D+D1=50cm，通過測(cè)量探測(cè)節(jié)點(diǎn)A干電池供電電流來估計(jì)功耗。電流測(cè)試電路見圖3。圖中電容C為濾波電容，電流表采用3位半數(shù)字萬用表直流電流檔，讀正常工作時(shí)的最大顯示值。如果D+D1達(dá)不到50cm，此項(xiàng)目不進(jìn)行測(cè)試。
圖3 節(jié)點(diǎn)電流測(cè)試電路
4．設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序用附件給出。
四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
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