基于宏晶单片机的无线远程状态监控装置设计

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1、技术应用基于宏晶单片机的无线远程状态监控装置设计程晋然郭世明(西南交通大学电气工程学院，成都610031)摘要本文给出了一种低成本、低功耗，用于矿山供水系统的远程状态监测装置设计实例。该装置设计基于宏晶公司生产的单片机，结合PCF8563时钟芯片实现低功耗定时唤醒，保证了系统具有极低的待机功耗与准确的工作周期。装置外围电路设计均考虑了低功耗与低成本的要求。实际试用证明，该装置达到设计要求，成功解决了原供水系统存在的水位监控不便的问题。关键词：低功耗；低成本；STC11L04E；无线数传TheDesignofWi

2、relessRemoteStatusMonitoringDeviceBasedonSTCMCU‘ChengJinranGuoShiming(CollegeofElectricalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031)AbstractThispaperpresentsadesignforaremotemonitoringdevice，whichiscostandpowereffective，andusedinwatersupplysystemi

3、nminingarea．Thisdeviceallowsalow—powerconsumptionandaccurateworkingperiodbasedontheprincipleofMCUproducedbySTCandPCF8563．Thisdesignofperipheralcircuitsisenergy—eficientaswel1．Thepracticehasapprovedthatthisdeviceissuccessfulandmeetstherequirements，andresolves

4、theinconvenienceofwaterlevermonitoringoftheoriginalsystem．Keywords：energyeficiency；lOWcost；STC11L04E；wirelessdatatransfer回水位信号，控制水泵房水泵自动运行与停止。但l引吾该方案多次由于矿山周边闲杂人员盗割电缆，鼠害在现代工业及民用领域中，单片机』一泛应用于损毁电缆等原因造成停水或溢水，严重的时候甚至汽车电子，安防，电机控制，家电控制，工业测控，造成生产区停工，后改为人工值守。但人工值守需电动

5、工具等场合。其中，选用合理的硬件结构和软24h值班，工作环境差，人力成本高。经过建议，件设计，往往能以较低的成本，极低的功耗，搭建矿山方面同意试用远程无线监控装置对供水系统进可靠的单片机系统，实现需要的功能。行自动化改造，但要求装置具有低成本高可靠性的2设计背景特点。本文介绍某磷矿供水系统无线监控装置的设3方案设计计思路与设计过程。该磷矿在山，储水池位于山储水池取消人：厂值守后，水池处无电力供应，顶，容量约3000m，向厂提供生产用水及生活水池水位监控及无线传输装置全部需要电池提供电用水。水源地和水泵房hlJ腰

6、平缓地带，储水池源，设计采用3节AA碱性电池供电，设计电池使与水泵房直线距离约450m，高筹约l20m。为了正用寿命一年。单片机采用笔昔一贯采用并且已经比常供水，必须保i．IF水池水位高f出水口、低于水池较熟悉的51系列片机，出于抗干扰及低成本的考上限。该水池曾经进行过自动化改造，采用电缆传虑，选用宏晶公司生产：的STCl1L04E片机，该单2011年第2期电鼍技术l41技术与应用片机具有4KFlash程序存储器，256字节SRAM，复位唤醒单片机，复位后程序从起始位置开始执行，1KEEPROM，具有掉电外部中

7、断唤醒与低电压复而宏晶STC11系列单片机提供5个外部引脚，可设位，最高时钟频率35MHz。无线通信部分采用飞思置其下降沿唤醒单片机。该装置在每个检测周期开卡尔无线串口模块以降低开发成本及提高可靠性。始时，由PCF8563唤醒单片机，继续执行掉电指令水池水位变化相对于单片机处理速度是_极缓慢变的下一条指令后，转入执行相应的中断服务程序，化过程，因此采用定期检测水位发送信息的问断工一个典型的检测周期如图2所示。由于STCl1系列作模式。单片机没有I2C接口，因此需要用两个引脚通过软3．1硬件原理件模拟I2C总线。

8、电路原理见图l。单片机工作于断续状态，工作周期可用两位8421编码的拨码盘设置为1～99min。为了实现低功耗，非检测期间单片机必须工作于掉电状态，而为了实现定时检测水位，装置必须进行计时。为了实现片机掉电期间的计时及定时唤醒，加入一低能耗的PCF8563时钟芯片。单片机进入掉电前对PCF8563进行定时设置，随后进入掉电状态。设定时间到后，由PCF8563唤醒单片机继续下一个检测周期