精準農業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )

MSP430F149通過(guò)I／O口對SHT10的配置操作以及兩者間的數據通信，采用模擬串行方式對CC1000芯片進(jìn)行配置操作、設置無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的收發(fā)頻率、發(fā)送功率、數據速率等參數，采用中斷方式，對CC1000寫(xiě)入待發(fā)送的數據或讀出接收到的數據。
2)光照傳感器節點(diǎn)硬件設計
選用TSL230B作光照強度傳感器，采集農田作物的光照情況，硬件原理圖如圖4所示。

MSP430F149通過(guò)I／O口對TSL230B進(jìn)行配置操作，通過(guò)P1．1讀取芯片的輸出信號，計算頻率值，并通過(guò)換算，獲得最終的光照值。
3)傳感器節點(diǎn)軟件設計
上電后，進(jìn)行系統初始化。然后，節點(diǎn)進(jìn)行判斷，若節點(diǎn)為新節點(diǎn)，則進(jìn)行申請入網(wǎng)操作。若不為新節點(diǎn)，則操作傳感器模塊進(jìn)行數據采集，并與上一周期采集數據進(jìn)行比較，若相同則丟棄，直接進(jìn)入下一步，若不同，則記錄該數據。若檢測電量周期超時(shí)，則啟動(dòng)ADC模塊進(jìn)行低電量監測，若達到門(mén)限值，則標記告警數據幀。如果當前周期內，傳感器節點(diǎn)有數據幀或告警數據幀需要發(fā)送，則等待兩個(gè)信標幀的時(shí)長(cháng)接收一幀信標幀，然后關(guān)閉無(wú)線(xiàn)傳輸模塊進(jìn)入LPM3低功耗狀態(tài)，延時(shí)一段時(shí)間到規定時(shí)隙發(fā)送數據，完成后再進(jìn)入低功耗狀態(tài)等待下一周期。傳感器節點(diǎn)主程序流程圖如圖5所示。

4 匯聚節點(diǎn)設計與實(shí)現
1)匯聚節點(diǎn)硬件設計
選用高性能的ARM處理器LM3S6918設計匯聚節點(diǎn)，無(wú)低功耗要求，該節點(diǎn)硬件主要有時(shí)鐘模塊、射頻模塊、外部存儲模塊、電源模塊、串口模塊、看門(mén)狗及復位電路、LCD顯示模塊等模塊組成。匯聚節點(diǎn)的硬件結構如圖6所示。

當匯聚節點(diǎn)進(jìn)行數據上傳及存儲時(shí)，要記錄當前的時(shí)間信息，選用PCF8563作實(shí)時(shí)鐘芯片，MCU通過(guò)I2C控制該芯片，由鋰電池為實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供后備電源，采用CN3052A芯片控制鋰電池的充電過(guò)程。LM3S6918提供2個(gè)全雙工同步／異步串口，擴展成一個(gè)RS232和一個(gè)RS485，分別用于連接顯示設備和GPRS模塊。