太陽(yáng)能LED路燈狀態(tài)傳感器節點(diǎn)的設計

LED燈頭照度檢測電路如圖4所示。照度檢測采用On9658集成傳感器，傳感器獲取的信號經(jīng)過(guò)放大器放大和濾波后輸出到控制器JN5139的A/D轉換接口。

LED燈頭溫度檢測電路如圖5所示。蓄電池溫度采用SHT11集成溫度傳感器。

4 傳感器節點(diǎn)的軟件設計

4.1 軟件系統的總體設計

軟件系統的主要功能包括傳感器數據采集與處理、無(wú)線(xiàn)收發(fā)和節點(diǎn)定位等，采用模塊化設計。傳感器數據采集與處理模塊主要設置蓄電池狀態(tài)信號的采集參數并控制采集;無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊通過(guò)設置寄存器控制對命令或數據的接收和發(fā)送;節點(diǎn)定位模塊對節點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。傳感器節點(diǎn)設計為全功能設備(FFD)，同時(shí)具有路由功能，其程序流程圖如圖6所示。在任務(wù)隊列中加入主任務(wù)進(jìn)行數據采集、報警檢測和自身能量檢測并調用ZigBee發(fā)送任務(wù);產(chǎn)生JN5139引腳中斷時(shí)，CPU轉去執行ZigBee接收中斷服務(wù)程序。如果是采集命令，則立即執行數據采集和發(fā)送;如果是路由包，則立即執行路由更新。

4.2 節點(diǎn)定位算法設計[5]

節點(diǎn)采用基于接收信號強度指示定位算法實(shí)現的精確定位。已知發(fā)射節點(diǎn)的發(fā)射信號強度，接收節點(diǎn)根據收到信號的強度計算出信號的傳播損耗，然后根據信號傳播模型公式將傳輸損耗轉化為距離，再利用三邊測量法計算出未知節點(diǎn)的位置。在實(shí)際定位中，要保證未知節點(diǎn)處于3個(gè)以上發(fā)射信號強度和位置坐標已知的參考節點(diǎn)的通信范圍內，未知節點(diǎn)根據接收信號強度計算出信號的傳播損耗，進(jìn)而計算出節點(diǎn)位置。

本文介紹了基于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )的高精度太陽(yáng)能LED路燈狀態(tài)傳感器節點(diǎn)的設計，在實(shí)際測試過(guò)程中，系統運行穩定，測量結果符合實(shí)際，完全達到了對信號高精度的采集與無(wú)線(xiàn)傳輸，取得了較好的監測效果。該系統結合無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )具有的低功耗、低成本和節點(diǎn)多等優(yōu)勢，在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)遠距離、高可靠性等關(guān)鍵問(wèn)題解決過(guò)程中的應用會(huì )越來(lái)越廣泛。