無線通信渦輪流量計(jì)的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
1.1 主控制器部分
系統(tǒng)采用TI公司的MSP430F149單片機(jī)。該單片機(jī)有60 KB FLASH，2 KB RAM，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，具有3個(gè)捕獲／比較寄存器的16位定時(shí)器A，具有7個(gè)捕獲／比較寄存器的位數(shù)可設(shè)置的定時(shí)器B，USART以及ADC等片內(nèi)外設(shè)。
1.2 無線通信模塊
無線收發(fā)模塊使用的是西安達(dá)泰電子的DTD462?？紤]到由于流量計(jì)的工作場所，系統(tǒng)中考慮增加無線收發(fā)模塊。一般而言，渦輪流量計(jì)都是安裝在位于一些危險(xiǎn)的無人看守的工作現(xiàn)場的密封管中。從控制器將在管道中測得的流量數(shù)據(jù)通過無線模塊傳送給主控制器，再通過CDMA模塊發(fā)給遠(yuǎn)距離的控制室。避免了只使用一個(gè)控制器，傳送給控制室時(shí)由于CDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到而沒有信號的現(xiàn)象發(fā)生。調(diào)試時(shí)，通信距離在500 m以內(nèi)，可以保持很穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
無線模塊的波特率設(shè)置為9 600 b/s，則兩個(gè)相鄰字節(jié)之間的時(shí)間只有1 ms左右。因此數(shù)據(jù)幀接收過程要求較高的實(shí)時(shí)響應(yīng)。一般通信規(guī)約都要求請求幀發(fā)出后0.1 s內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)幀，所以數(shù)據(jù)幀處理對實(shí)時(shí)性要求并不高。這種情況可以利用串口中斷將數(shù)據(jù)存入FIFO內(nèi)，在數(shù)據(jù)幀接收完畢后置相應(yīng)的標(biāo)志位。在主循環(huán)內(nèi)查詢到請求幀標(biāo)志位后解析并返回?cái)?shù)據(jù)。這要求主循環(huán)周期小于0.1 s。通信接收過程依靠中斷，相鄰兩次中斷僅隔1 ms的時(shí)間。在中斷內(nèi)將接收到數(shù)據(jù)壓人FIFO中僅需數(shù)十微秒，因此1 ms時(shí)間足夠，保證不會(huì)漏掉數(shù)據(jù)。按10個(gè)字節(jié)計(jì)算數(shù)據(jù)發(fā)送過程若利用FIFO，僅需數(shù)百微秒，若采用查詢等待方法依次發(fā)送數(shù)據(jù)，需要10 ms時(shí)間。消息發(fā)送至少要以3.5個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔開始。在程序中設(shè)置一個(gè)幀計(jì)時(shí)器，當(dāng)線路上有數(shù)據(jù)時(shí)就刷新該計(jì)時(shí)器，線路空閑時(shí)則停止刷新，計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到3.5幀時(shí)計(jì)時(shí)器被軟件清除。
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