本文的目的是设计一款基于lora无线通信的低功耗农业物联网数据采集终端。终端设计采用AA电池供电和stm8l151k4系类低功耗单片机。支持温湿度传感器例如dht11、sht20、htu21d等;支持使用传感器BH1750FVI进行光照强度数据采集,支持。首先进行硬件部分设计,完成的结果如下图:
结构分解:
为什么要用LORA,LORA的优势和缺点是什么:
LORA是semtech公司提出的概念,是一种将扩频通信应用在Sub1Ghz的无线通信技术。可以工作在433M等ISM频段。他的特点是通过扩频通信技术来到非常高的灵敏度,可带-148dBm,这是传统433芯片例如si4432无法达到的。通过高接收灵敏度带来超远的距离传输,在城市可视范围内可以达到5公里以上。但是也有缺点,那就是在远距离的时候带宽特别小,比特率最低是18bps。真可谓鱼和熊掌不可兼得,如果继要传输距离,又要高速率就不要考虑LORA了。
温度传感器DS18B20是达拉斯公司生产的高精度温度传感器,精度+-0.5度,测温范围-55摄氏度到+125摄氏度可以满足大多环境要求,市场价格在4元左右,他只占用一个单片机io口,封装类型较多
还有这种防水探头,使用方便
单片机选用TI公司的STM8S003F3P6,该单片机是是TI最便宜的单片机了,16M频率,拥有硬件spi、uart、iic、两个定时器。在HALT模式下只有uA级别的电流。这个单片机完全满足一个温度采集设备。
为了方便调试和现实我们加一个显示屏作为显示和调试,使用一个古老的器件LCD1602带背光,只支持ASCII字符,相信谁都见过。
电路设计:
1.为了便于和显示屏安装在一起,将电路板设计为和LCD1602完全相同的大小,将电路板的定位柱和LCD1602的重合,这样使用便于安装在一起。
2.为了便于在户外使用,我们设计使用锂电池供电,在电路中设计了锂电池的充电和放电电路,使用最常见的microusb安卓手机充电器进行充电。
3.在电路板上设计两个开关,一个开关是设备的开关电源,一个开关是LCD的背光开关。
4.设计了一个按键可用对设备做一些设置等工作。
5.设计了一个指示灯和蜂鸣器,用来向外做指示。
6.引出uart串口方便和电脑进行数据通信或者外接其他模块。
这样小小单片机io口全部使用完毕了。
设计出的板子和LCD1602尺寸完全一致:
设计原型是这样个样子的
装配后成型是这个样子
可以通过软件实现多发一收,详细硬件可以联系QQ286851918或者微信qxfy2011交流。
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