基于藍牙技術(shù)的溫度無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統

0 引 言

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )是新近興起的研究領(lǐng)域，它是由一個(gè)主機(網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn))和大量的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)組成的分布式系統。由無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)負責對數據的感知和處理，并傳送給主機;主機用戶(hù)可通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò )(如Internet Work，公共交換網(wǎng)等)獲取相關(guān)信息，實(shí)現對現場(chǎng)的有效控制和管理。它在軍事、環(huán)境、健康、家庭以及空間探索和災難拯救等領(lǐng)域都有著(zhù)廣泛的應用前景。其無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)通常分布在一些特殊的環(huán)境中，因而要求其具有低功耗、低成本、無(wú)線(xiàn)傳輸和分布式處理等特性。藍牙技術(shù)是一種使用2.4 GHz頻段的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。采用快速跳頻、前向糾錯和優(yōu)化的編碼等技術(shù)，使得其具有抗干擾能力強、通信質(zhì)量穩定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它還具有低功耗、低成本、使用便捷和電磁污染小等特點(diǎn)。藍牙技術(shù)的這些優(yōu)勢，為其在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中的實(shí)際應用提供了條件。

下面以研制完成的溫度無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統為例，詳細介紹利用計算機、單片機及藍牙技術(shù)實(shí)現溫度數據的采集、處理、無(wú)線(xiàn)傳輸等功能。

1 系統結構

溫度無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統采用數字式輸出溫度傳感器DS18820和單片機AT89S2051組成溫度采集系統。利用重慶金甌公司生產(chǎn)的藍牙內嵌模塊，完成溫度數據的傳輸及控制。實(shí)現計算機對溫度數據的無(wú)線(xiàn)傳輸、采集和處理。系統邏輯結構如圖1所示，傳感器節點(diǎn)結構如圖2所示。

2 溫度采集系統的設計

DS18820數字溫度計提供9位(二進(jìn)制)溫度讀數，指示器件的溫度。信息經(jīng)過(guò)單線(xiàn)接口送入DS18820或從DS18820送出。DS181320的電源可以由數據線(xiàn)本身提供而不需要外部電源。每一個(gè)DS18820在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)給定了惟一的序號，任意多個(gè)DS18820可以存放在同一條單線(xiàn)總線(xiàn)上。DS18820的測量范圍從-55～+125℃，增量值為-0.5℃，可在1 s(典型值)內把溫度變成數字。

AT89S2051是美國ATMEL公司推出的高效單片機，是一種低功耗、高性能的片內含有2 KB快閃可編程/擦除只讀存儲器的8位CMOS微控制器。利用AT89S2051及DS18820完成溫度采集及傳送。溫度采集系統的硬件設計如圖3所示，軟件設計流程圖如圖4所示。