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[導(dǎo)讀] 引 言   錨固技術(shù)是巖土加固工程的主要方法,目前己廣泛應(yīng)用于礦山、鐵路、水利水電、地質(zhì)等系統(tǒng)的隧道、邊坡、山體加固等工程中。但巖土加固工程屬隱蔽工程,在施工過程中的管理和監(jiān)督較為困難,

引 言

  錨固技術(shù)是巖土加固工程的主要方法,目前己廣泛應(yīng)用于礦山、鐵路、水利水電、地質(zhì)等系統(tǒng)的隧道、邊坡、山體加固等工程中。但巖土加固工程屬隱蔽工程,在施工過程中的管理和監(jiān)督較為困難,目前國內(nèi)在驗(yàn)收時(shí)無法對錨桿的嵌入深度、錨桿注漿量和注漿壓力等重要工程質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行檢測,無法對工程質(zhì)量進(jìn)行客觀的*價(jià)。為了解決質(zhì)量驗(yàn)收檢測問題,本文提出對錨桿注漿工藝在線檢測記錄和后續(xù)驗(yàn)收讀取的有源電子標(biāo)簽解決方案。

  1 有源電子標(biāo)簽的硬件設(shè)計(jì)

  有源電子標(biāo)簽主要由控制電路、射頻電路以及天線和電池組成。有源電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于低功耗和防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)。由于有源電子標(biāo)簽需要內(nèi)置電池給控制電路和射頻電路供電,為了達(dá)到延長使用壽命的目的,它對低功耗要求非常高,所以控制芯片和射頻芯片的選型至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)中,控制芯片選用Atmel公司的低功耗單片機(jī)ATmega48,射頻芯片選用Hope公司的RFM12S低功耗射頻芯片。

  1.1 ATmega48單片機(jī)

  Atreel公司是生產(chǎn)高性能、低功耗、非易失性存儲器和各種數(shù)字模擬IC芯片的半導(dǎo)體制造公司。在單片機(jī)方面,Atmel公司有基于8051內(nèi)核、基于 AVR內(nèi)核和基于ARM內(nèi)核的三大系列單片機(jī)產(chǎn)品。Atmel公司在其單片機(jī)產(chǎn)品中,融入了先進(jìn)的EEPROM電可擦除和FlashROM閃存技術(shù),使得該公司的單片機(jī)具備了優(yōu)秀的品質(zhì),在結(jié)構(gòu)、性能和功能等方面都有明顯的優(yōu)勢。

  ATmega48是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器。其主要性能指標(biāo)如下:

  ◆先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu);

  ◆4 KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash;

  ◆256字節(jié)的EEPROM擦寫壽命為100 000次;

  ◆工作電壓為1.8~5.5 V;

  ◆工作溫度為-40~85℃;

  ◆極低功耗(正常模式時(shí)1 MHz、1.8 V下為300μA,掉電模式時(shí)1.8 V下為1.5 μA)。

  1.2 RFM12S低功耗射頻芯片

  RFM12S是一款低成本的ISM(工業(yè)、科研、醫(yī)療)頻段FSK收發(fā)模塊,其核心電路采用的是帶鎖相環(huán)(PLL)技術(shù)的RF12射頻收發(fā)芯片。 RFM12S可工作在315/433/868/915 MHz四個(gè)頻段,并符合FCC和ETSI要求。它提供一個(gè)SPI接口,可由MCU通過軟件設(shè)置各種射頻參數(shù)和其他輔助功能;采用2.2~5.4 V供電,靜態(tài)電流低至0.3μA。其與ATmega48的連接電路如圖1所示。

 

 

 

  2 有源電子標(biāo)簽的軟件設(shè)計(jì)

  RFM12S無線收發(fā)模塊采用SPI(串行外圍設(shè)備接口)接口方式傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)片選信號nSEL為低時(shí),數(shù)據(jù)在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿通過SDI引腳被送入RFM12S的內(nèi)部寄存器。要發(fā)送數(shù)據(jù),首先發(fā)送同步頭,然后再發(fā)送需要發(fā)送的數(shù)據(jù),通過檢測SDO引腳來判斷上一數(shù)據(jù)是否發(fā)送完畢;上一數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后,SDO引腳會輸出一個(gè)高電平信號,這時(shí)可以繼續(xù)發(fā)送下一數(shù)據(jù),直到數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。要接收數(shù)據(jù),首先無線模塊接收到同步頭, nIRQ引腳將被拉低通知單片機(jī)接收數(shù)據(jù),接收到的數(shù)據(jù)將被放人無線模塊的接收緩沖區(qū)中等待單片機(jī)讀取。整個(gè)接收過程中,單片機(jī)都是通過判斷nIRQ的低電平信號來接收數(shù)據(jù)的,接收完所有數(shù)據(jù)后關(guān)閉接收寄存器,然后對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理。

  RFM12S無線收發(fā)模塊的初始化程序如下:

 

 

 


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