|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
! w8 h5 }' S7 S9 h! _( }) b k摘要:本文介绍了基于单片机的无线传感器网络节点制作及组网设计方案。在工程应用中我们结合STR系列微功率无线射
5 {. r/ H4 u" d) a% h频通信模块和新型数字CO浓度传感器设计可组建的无线网络的探测节点,实现对地下车库CO浓度的采集,从而成功的把3 P8 j4 I4 t! p
无线传感器网络应用在我们的地下车库CO浓度报警系统中。文中对无线传感器网络的硬件设计,软件设计以及应该注意# L3 }' _4 q; o- l
的事项作了较为详尽的阐述。
' G+ P T) [8 y关键字:无线传感器网络;单片机; co浓度;低功耗;节点
4 v& x. `0 ]1 n) B! I1 K1引言" V, f9 m6 O; G" X/ s* p1 j
早在上世纪70年代，就出现了采用点对点传输、连接传感
4 Z% ~( k% \9 C$ Z o控制器而构成的传感器网络雏形,我们把它归之为第- -代传感+ b# A" d+ L: B% ~
器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具4 C2 {" q3 m' P- i
有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感器控制" I& z( J& q7 n9 }, M* D$ e- X% U# J
器的相联组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第+ t1 D& r/ h+ q7 B. A2 F
二代传感器网络。到了20世纪90年代后期,随着传感器技术的$ t- @ O3 k; g+ w8 I
发展,智能传感器采用现场总线连接传感控制器构成局域网，这
( P" J S* q# @# ]0 A就是第三代传感器网络。现在传感器网络以无线传感器网络为
0 u; K4 c) T& b/ V% D; O+ x标志,它正处于研究和发展的阶段,我们称之为第四代传感器网
5 E2 Z5 U1 q" ~络。无线传感器网络是新- -代的传感器网络,可以应用在军事: .
, X0 r- `! y* `6 K/ u @环保,医疗以及空间探索等许多领域,可以说它具有非常广泛的
x3 E3 U7 P8 l! a: ]0 H应用前景。
6 O. O- W1 ]- g( `* I4 `2无线传感器网络硬件设计
1 E e) L$ B5 T( q" y% S( D2.1无线传感器网络模型
. p8 G# [4 e* [+ Y无线传感器网络节点以自组织形式构成多跳级中继的分
) s4 A1 N' T- Q6 Y% ?' N级结构网络，这不同于基于传统无线网络的无基础设施网,通过8 w, O! _/ x7 `: _
在监测区域内设置多个传感器节点(简称节点),由各节点自行协: y% u- M+ Z0 R5 B J) Q
调并迅速组建通信网络,按照- -定 原则进行工作任务划分以获
4 a: F( \5 o5 _& g- l1 W! t3 r5 g取监测区域物理信息。我们所说的网络的自组织特性是指当节8 u/ G7 ?6 I% }0 T- N# A
点失效或新节点加入时网络能够自适应重新组建,个别节点即8 h$ N5 ^2 t/ f4 f
使出现问题也不会影响全局，即网络中的各节点除具备数据采+ r% M9 j9 R. |- V. `
集功能外兼有数据转发实现多跳的路由功能。
8 v" G" \4 \+ B* l! n2.2无线传感器网络节点的构成) w& N3 l" {/ ]8 k: J( j' M
典型的无线传感器网络节点由电源,数据获取单元DAU,数
& {/ A8 J- l1 o$ {& R据处理单元DPU,数据发送和接受单元DRSU组成。数据获取单% {0 P- |5 v8 r5 [4 V5 ?3 T
元由传感器进行监测区域内待测对象的信息采集;数据处理单) D- \) S6 \4 c6 B7 z! g
元实现数据的分析、处理和存储等功能;数据发送和接受单元负+ q+ v F' M! ~3 p2 ^( E
责低功耗短距离节点间通信;电源单元选取小型化、高容量的电
$ `8 k( L3 k: B K3 `4 g2 n池,以确保节点的长寿命和微型化。具体节点设计如下图所示
5 Y* k/ }# X2 C. @" ~) `图1节点组成0 ~- O! w" x/ i$ ^, I z* H! C
2.2.1数据发送和接收单元
, D6 M2 F9 w+ C4 _* S数据发送和接收单元采用国内生产的STR系列微功率无2 M5 t) e" d, |; X
线射频通信模,其主要特点是: (1)最大发射功率10mW。(2)高抗
( R7 K! o2 U# B1 a" C2 R干扰能力和低误码率。(3)传输距离远。在视距情况下，天线高
3 S3 o1 e0 V$ V. D& Q! j# _% z度>2米,可靠传输距离可达300 -400m(BER=1 200bps)。(4)双串
3 v( k5 r9 g+ M1 T/ B' t# j& |口，3种接口方式。STR系列提供2个串口3种接口方式,COM1
. n& W; T" h% _/ |- Q* J. d1 O: }, n为TTL电平UART接口。COM2由用户自定义为标准的RS-5 s: U! s0 D% A/ ?3 ?: Y
232/RS- 485口。
4 Z ]1 G2 g* n6 Z$ C6 h2.2.2数据处理单元3 X4 r G) ]$ y7 C* u2 F" e
数据处理单元采用集成度高、功能丰富、超低功耗的8位" ?' o) Q$ Y, j/ `; g1 H0 Q
单片机-AT89S系列单片机。丰富的片内外设、节能、多种工作.- [! p4 _$ r; D: R. _( v8 e4 A/ |7 `
模式和对C语言程序设计的支持使得Atmel89S 系列单片机非' n) \; Z8 V' x
) B# S7 k3 M/ a+ t7 A, k
9 `$ I" q, ~" D& Y: Z) k: ?- Y! [5 x* A L. s
附件下载：
8 e4 v3 W6 m0 k; S |
|
/1 
发表于 2020-4-28 09:50
收藏
淘帖
支持！
反对！