摘要：本文設計和實現了以MSP430單片機為核心控制器的無線照度計節點。該無線照度計節點采用LX1971可見光傳感器作為照度探測器，采用MSP430G2553作為控制核心，并通過NRF24L01無線通訊模塊實現數據的無線傳輸。實驗表明，該無線照度計節點能準確地測量相應環境的光照強度，并具有低功耗的特點。

　　引言

　　照度計是測量環境光照強度的一種測量儀器。通常采用的照度計多為手持式，市場上常見如臺灣泰仕、美國福祿克以及優利德等品牌。手持式照度計具有精度高、測量準確等優點，但當被測環境面積較大時，使用手持式照度計進行測量將大大增大工作強度;同時，手持式照度計也無法實現對被測環境多點連續測量，為照明系統的統一控制帶來諸多不便。

　　隨著當前物聯網技術以及無線傳感器網絡技術的發展，很多研究工作者將無線傳感器網絡技術應用于環境光照強度的監測之中^[1][2]。本文開發了一種基于LX1971可見光傳感器，以MSP430G2553單片機為核心的照度計，該照度計可以通過電池供電，實現對監測環境的準確和連續的測量。通過NRF24L01無線通訊模塊，實現測量數據的無線上傳。該無線照度計節點具有低功耗、測量準確和無線通訊等特點，并能進行組網實現對較大測量環境的長期統一監控。

　　1 系統設計方案

　　本文設計的無線照度計節點主要實現對較大測量環境內光照強度的監測，如圖書館閱覽室大廳、大型會議室等室內環境。并將測量數據通過無線傳輸方式發送到監控中心，進而對被測環境中照明系統進行控制和調節，以滿足照明強度要求。在該照度計節點的設計中，主要涉及到光照傳感器、控制核心和無線數據傳輸模塊的選擇和系統整合等。其方案原理框圖如圖1所示。

　　從圖中可以看出，電源系統為各功能模塊供電，光照傳感器將采集到的信息發送給核心控制器，核心控制器將獲取到的模擬信號經過A/D轉換器轉換為數字信號，并通過串行通信方式發送給無線模塊，再經由無線模塊發送給監控中心。

　　1.1 光照傳感器模塊設計

　　本文設計的無線照度計節點主要用于可見光的監測，因此選擇了Microsemi公司的LX1971型寬量程可見光傳感器。該傳感器的頻譜響應與人眼相似，其頻譜峰值響應為520nm。對光照強度的測量范圍為0~25000Lux，光照強度與輸出電流間的關系，根據不同照度范圍可以用兩個公式表示^[3]，如式1所示。

　　LX1971光傳感器采用3.3V~5V供電，8腳MSOP封裝，采用電流輸出方式。該傳感器在整個測量范圍內光照強度與輸出電流間的響應關系^[3] ,如圖2所示。