无线数位感测讯号传输模组之开发.PDFVIP

無線數位感測訊號傳輸模組之開發 作者 ：王坤池(2005-04-07) ；推薦 ：徐 業良 (2005-04-15) 。 作者 ：王坤池(2005-04-07) ；推薦 ：徐 業良 (2005-04-15) 。 無線數位感測訊號傳輸模組之開發 1. 無線數位感測訊號傳輸模組之設計考量 在可攜式遠距居家行為模式監測系統中，感測訊號都須以無線方式傳輸至分散式 資料伺服器處理後儲存，無線傳輸模組有以下幾項主要需求： (1)能傳輸並分辨多組數位感測器被觸發時之即時訊號。 (2) 在居家有牆壁、家具遮蔽的環境中，仍有 30 公尺以上的傳輸距離。 (3) 使用電池，同時電池電力可維持半年以上。 (4) 成本低、進入門檻低、易於與感測器和分散式資料伺服器整合。 市售許多無線感測訊號傳輸系統多為傳輸類比訊號（如溫溼度），多半採用定時 更新傳輸的模式以求省電，尚未發現滿足本系統要求之產品，因此本系統選擇利用市 售無線傳輸模組自行開發。無線傳輸技術眾多，如 Bluetooth 、IEEE 802.11b 、RFID 、 Zigbee 、或是紅外線等，考量技術複雜度、元件成本、傳輸距離、及是否容易整合等 因素，本系統選擇無線射頻 (Radio Frequency)的方式作為無線傳輸技術，技術成熟且 有現成模組可使用，後端輸出資訊的整合也較為容易。 市售RF 模組僅有 315MHz 、418MHz 、以及434MHz 三個頻段，常須利用展頻 (spread spectrum)技術讓不同的感測器以不同的頻率傳輸，或給予感測器個別 ID ，以 分辨不同的感測器訊號。 本研究採用低價位之市售TG-11 無線電收發模組及編碼IC ，配合單晶片控制， 設計一套傳輸模式，可在同一頻率下傳輸多組數位感測器被觸發時之即時訊號，而每 1 .tw/ 無線數位感測訊號傳輸模組之開發 一感測器均有個別 ID 。發射模組採用可攜式、模組化的設計，方便與各類感測裝置 整合，同時省電設計亦是本無線發射模組開發重點之ㄧ。 2. 無線電收發模組與感測器ID編碼設定 圖 1 為市售 TG-11 無線電收發模組電路圖，使用 434MHz 頻率的發射模組， HT-12E 為編碼 IC 。Pin1~Pin8 為設定密碼用腳位，發射模組與接收模組的密碼設定 相同時才能進行收發動作；Pin10~Pin13是控制訊號輸入腳位，接收外部訊號。在本 應用上，將 Pin1~Pin5 共5碼作為感測器群組編碼使用， Ping10~Pin12 共3碼設計為 感測器 ID編碼使用，Pin13則為感測器 ON/OFF 狀態編碼使用。 圖 1.發射模組電路圖 圖 2 為接收模組電路圖，使用434MHz 頻率的接收模組，HT-12D 為解碼 IC ，其 Pin1~Pin8連接 DIP開關，調整 JUMP 來設定密碼，當發射模組與接收模組的密碼設 定相同時才能進行收發動作。在本應用上，將Pin1~Pin5 共5碼作為感測器群組編碼 使用，共可分 32個群組；Pin10~Pin12 共3碼設計為感測器 ID編碼使用，每群組共 可有 8 個感測器；Pin13則為感測器 ON/OFF 狀態編碼使用。HT-12D解碼 IC的 Pin1~Pin5 透過 DIP開關來設定群組，而 Pin10~Pin13是控制訊號輸出腳位，隨著發 射端的訊號產生不同的動作，如高、低電位。本研究設計之傳輸模式如圖 3所示，編 碼方式及狀態解讀如表 1所示。在感測器狀態被改變時，即產生不同的編碼訊號發射 出去，傳輸至接收端解碼，便可辨識為哪一個感測器傳來之狀態訊號，達成傳輸並分 辨多組數位感測器訊號之功能。 2 .tw/