前言

农业、气候环境保护等工作上，光照度是环保监测中的主要主要参数；尤其是在蔬菜大棚中，光照强度对农作物拥有根本性的功效。为了更好地完成对光照强度的检测，文中采用快速、可编程芯片TSL2561做为光照强度感应器，对光照度开展精确测量。微控制器选用美国Jennic公司发布的性能卓越、功耗低、高速传输无线网络集成icJN5139。该处理器集CPU、光端机于一体，根据无堵塞设计方案大幅提高了CPU使用率，与传统的的有线电视机器设备对比，具备灵活高、低成本、可扩展性高优势。

1 TSL2561的构造及原理

TSL2561是TAOS企业推行的第二代光照强度数据转换集成ic，具备快速、功耗低、宽测量范围、可编程控制器灵便配备等优势。TSL2561具备立即I2C插口，用以将光照度转化成模拟信号輸出。其构造如图所示1所显示。

TSL2561內部联接一个感光二极管（安全通道O）和一个红外线回应光敏二极管（安全通道1）。这一集成化电源电路具备给予20位采样率内近适光回应的工作能力。2个集成化的積分式A／D转化器，可将感光电流量转化成一个数据輸出，并存进集成ic內部安全通道O和安全通道1分别的存储器中。数据輸出表明精确测量每一个安全通道的光照强度，能够是微控制器的键入。TSL2561可同时根据I2C系统总线协议书由微处理器浏览，微处理器则根据对其內部的16个存储器的读写能力来完成对TSL2561的操纵。

2 硬件开发

微控制器选用Jennic公司发布的高速传输、功耗低、成本低JN5139无线网络SoC集成ic。该集成ic集成化了一个32位RISCCPU，可充足兼容2．4 GHz IEEE802．15．4光端机，具备192 KB的ROM和8～9 6 KB内可选择的RAM，给予丰富多彩的模拟量输入和数据外部设备插口。JN5139集成ic含有I2C系统总线控制板，只需将该系统总线的数字时钟线和手机充电线同时与TSL2561的I2C系统总线的SCL和SDA线各自相接。

如图所示2所显示，光照强度感应器电源电路主要是由SoC集成ic、开关电源、情况标示LED电源电路、延时电路、Flash写控制回路、光照强度感应器及其去耦电源电路构成。该电源电路大幅度降低了设计方案的多元性。与此同时，为了更好地使光源分布均匀在感应器上，本设计方案在TSL2561上加了一个半球形光学透镜，可将红外感应合理地集中化到控制器上，进而适度减少照射感应器上的光照度，不容易高于设置的阀值。

3 软件开发

TSL2561是一个数字传感器，輸出数据信号合乎I2C系统总线规范。该系统总线适用以字节数方法推送和读取数据。

字节数方法推送数据类型以下：

字节数方法接受数据类型以下：

在其中，A为回复数据信号，O表明回应（ACK），1表明不回应（NACK）；S为运行数据信号；P为终止数据信号；Wr为写（低电频合理）；Rd为读（上拉电阻合理）。非黑影一部分为控制板到感应器；黑影一部分为感应器到控制板。

I2C系统总线的SDA线和SCL线是双重路线，当系统总线闲置时，这两道全是上拉电阻。SDA网上的信息需要在数字时钟的上拉电阻周期时间长期保持，手机充电线的高或低电频情况只能在SCL线的时钟信号是低电频时才可以更改。I2C系统总线的初始和终止标准分别是：当SCL线是上拉电阻时，SDA线从上拉电阻向低电频转换表明起止标准；SDA线由低电频向上拉电阻转换表明终止标准。因为I2C系统总线上的统计数据是以8位传输的，为保证 发送器推送的每一个字节数都被信号接收器接到，在第9个脉冲发生器期内，手机充电线被释放出来，由信号接收器意见反馈一个确定数据信号。确定数据信号为高电平时，要求为合理确定位（用ACK表明），表明信号接收器早已顺利地接受了该字节数；确定数据信号为上拉电阻时，要求为非确定位（用NACK表明），表明信号接收器接受该字节数沒有取得成功。

JN5139向TSL2561推送的状态图如图所示3所显示。JN5139接受TSL2561推送来的数据信息时钟频率如图所示4所显示。JN5139与TLS2561中间传输数据的步骤如图所示5所显示。最先，JN5139创建运行数据信号，运行I2C系统总线；随后，彼此之间逐渐推送传送数据，并在第9个脉冲发生器期内意见反馈确定数据信号，直至传输数据完毕，释放出来SDA线，终止I2C系统总线。

4 MATLAB模拟仿真

A／D变换成功后，各自从安全通道0和安全通道1分别的存储器中获取对应的值CHO和CHl，并依据集成ic相关资料开展测算，计算成Lux为公司的量。假定CHO载入的数值P1（企业为Lux），CHl载入的数值P2（企业为Lux），光照强度检测仪的测定数值P。为了更好地将两安全通道的值拟生成一个与具体光照强度同样的值（用P’表明），可根据一条曲线图去求出P’与P1、P2中间的关联。设曲线方程为：

依据检测数据信息，求出指数Co～C4，就可以测算出光照强度感应器测出的光照强度。光照强度感应器的检测值与光照强度检测仪的检测值相较为如图所示6所显示。

总结

文中根据光照强度感应器TSL2561和微控制器JN5139设计方案的光照强度感应器连接点，具备外围电路简易、可靠性高优势，而且选用无线网络化传送，主要用途十分普遍。

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