基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的溫室環(huán)境監控系統研究
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1 溫室環(huán)境監控系統整體結構
溫室環(huán)境監控系統整體結構框圖如圖1所示，網(wǎng)絡(luò )中采用傳感器測量節點(diǎn)和具有簡(jiǎn)單執行控制功能的控制節點(diǎn)構成無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。測量節點(diǎn)用來(lái)測量空氣溫度、濕度、光照強度等重要環(huán)境數據，控制節點(diǎn)(能對調溫、調濕等設備進(jìn)行相關(guān)控制)用來(lái)接收計算機傳來(lái)的遠程控制信息，以便對溫室環(huán)境參數進(jìn)行適當調控。測量節點(diǎn)采集的數據沿著(zhù)其他測量節點(diǎn)通過(guò)多跳的方式進(jìn)行傳輸，在傳輸過(guò)程中監測數據可能被多個(gè)測量節點(diǎn)處理，信息經(jīng)由多跳路由后到達匯聚節點(diǎn)，匯聚節點(diǎn)將接收到的數據直接上傳到計算機，所有數據都由計算機進(jìn)行復雜的數字信號處理，并通過(guò)數據庫對傳感器網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行配置和管理，發(fā)布監測任務(wù)和收集監測數據等信息，最后這些數據還可以通過(guò)Internet與遠程控制中心進(jìn)行交互，從而實(shí)現溫室環(huán)境的遠程監控。
2 CC2431簡(jiǎn)介
CC2431是TI公司的產(chǎn)品，它是一個(gè)真正的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )ZigBee/IEEE802.15.4解決方案的片上系統，其內部集成了CC2420射頻收發(fā)器，工業(yè)標準增強型8051 MCU內核，128 KB可編程閃存，8 KB的RAM，精確的定位引擎等豐富的片內資源，支持硬件調試，支持基于IAR7.20以上C51開(kāi)發(fā)環(huán)境下的在線(xiàn)調試，提供強大、靈活的開(kāi)發(fā)工具。CC2431體積小、功耗低、集成度高，非常適合于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的設計。它可工作在4種工作模式下，且工作模式之間的轉換時(shí)間較短，因而能夠滿(mǎn)足超低功耗系統設計的要求。
3 傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的硬件
傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)由傳感器測量節點(diǎn)、控制節點(diǎn)和匯聚節點(diǎn)組成。測量節點(diǎn)負責采集周?chē)h(huán)境信息，采集的環(huán)境信息經(jīng)多跳路由后到達匯聚節點(diǎn)，最終通過(guò)Internet到達控制中心?？刂乒濣c(diǎn)用來(lái)接收計算機傳來(lái)的遠程控制信息，對溫室環(huán)境參數進(jìn)行調控。
3.1 測量節點(diǎn)硬件
傳感器測量節點(diǎn)由傳感器模塊、微處理器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和電源模塊組成。其硬件結構框圖如圖2所示。
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