現在通過簡單實驗獲取數據來計算人為移動引起的az : 隨意從桌上拿起筆記本,重復10 次,記錄短距離10 cm) 所用時間。得到10 組數據如表1 所示。

利用表中的數據可計算平均用時(單位: s) 為:t = (0. 25 + 0. 24 + 0. 23 + 0. 22 + 0. 22 + 0. 23 +0. 20 + 0. 28 + 0. 30 + 0. 28) / 10 = 0. 245位移公式如式(1) :

式中: s , v0 , a 均為z 軸上的向量。根據前文分析, s =10 cm; v0 = 0 m/ s ; t = 0. 245 s。據式(1) 可計算出a ≈3. 332 m/ s2 , 約為0. 340 g ,即為az 。為了降低誤報率和最大程度識別人為移動PC ,把閾值折衷定為0. 20 g。

2 　硬件實現

系統只有2 個節點,因此網絡構建具有簡單、迅速等特點,而且文章首次提出“隨用隨建”的概念。

2. 1 　節點設計

系統采用Chipcon 公司推出的單片、多頻段、低功耗、超高頻射頻芯片CC1010。芯片采用0. 35 μmCMOS 技術制成,內嵌高性能的8051 微控制器、33 通道10 位ADC、4 個定時器、2 個PWM、2 個UART、SPI及26 個通用I/ O 等。

2. 1. 1 　CC1010 與天線間的RF 收發電路的設計

RF 收發部分的電路如圖2 所示。

圖2 　RF 收發部分的電路

圖中, C31 為輸入匹配電容, L32 為輸入匹配電感,同時L32 還用于阻止直流偏置信號的輸入; C41 、C42 和L41 共同實現發射輸出電路的匹配。通過CC1010 內部的發射/ 接收開關電路,使得收發器通過同一個50 Ω 的天線進行發射/ 接收操作。L1 , C8 和C9 組成一個低通濾波器,用以濾除高頻諧波,并且增加了頻率的選擇性,其阻抗為50 Ω。元器件參數既可以按照CC1010datasheet 上所給的值,也可利用Chipcon 公司的SmartRF Studio 軟件得到。

2. 1. 2 　CC1010 與加速度傳感器的接口電路設計

本無線采集系統采用了Freescale 公司最新推出的一款低成本、單芯片、三軸加速度傳感器MMA7260。該微型電容式加速傳感器融合了信號調理、單極低通濾波器和溫度補償技術,提供了4 種加速度測量范圍,分別為±1. 5 g , ±2 g , ±4 g 和±6 g。考慮到前文將閾值定為0. 2 g ,故設置參數將測量范圍定為±1. 5 g。在CC1010 與MMA7260 的接口中,首先要考慮噪聲問題。因為MMA7260 內部采用了開關電容濾波器, 有時鐘噪聲產生, 所以需要在MMA7260 的XOU T ,YOU T 和ZOU T 三個輸出端分別接RC 濾波器;其次要考慮電壓匹配問題,由于x , y , z 軸方向的電壓輸出是0. 45～2. 85 V ,CC1010 的ADC 最大輸入范圍是0～V DD 。此處,V DD = 3. 3 V ,其范圍恰好在ADC的輸入范圍之內, 所以不用考慮額外的分壓電阻。CC1010 和MMA7260 的接口電路如圖3 所示。R31 / C31 , R41 / C41 , R51 / C51 用于濾除MMA7260 內部采樣的開關噪聲,GS1 ,GS2 用于量程選擇。

圖3 　CC1010 與加速度傳感器的接口電路