基于單片機的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)制作及組網(wǎng)設計方案
2.2.4 電源
電源部分我們采用5V供電,控制器部分我們集成電壓轉換電路,直接可以接入220V居民用電網(wǎng)絡(luò )當中,這樣增強了此網(wǎng)絡(luò )傳感器系統的便捷性。
2.3 數據匯集點(diǎn)
我們所設計的傳感器網(wǎng)絡(luò )要想把內部信息與外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行交換,必須通過(guò)數據匯集點(diǎn),它接收下位機傳輸的數據并進(jìn)行校驗以驗證數據的正確性,再增加特定的數據幀,以使外部網(wǎng)絡(luò )能夠識別我們所傳送的數據,然后把數據發(fā)送給我們要進(jìn)行數據交換的網(wǎng)絡(luò ),同時(shí)它也接收可識別的外部網(wǎng)絡(luò )所傳入的信息,并對信息進(jìn)行解析,把它變成本網(wǎng)絡(luò )可識別的命令和數據。我們所設計的數據匯集點(diǎn)可由上位PC機與無(wú)線(xiàn)通信適配單元組成,也可以單獨增加匯集點(diǎn),在網(wǎng)絡(luò )傳輸數據不是很復雜的情況下我們選擇前者。
3.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )軟件設計
由于我們采用的微處理器支持C語(yǔ)言,這就大提高了軟件設計開(kāi)發(fā)的工作效率。傳感器節點(diǎn)的工作流程圖(我們采用中斷接收,查詢(xún)發(fā)送,增加傳輸效率)如圖3所示。上位機作為控制中心必須具備網(wǎng)絡(luò )喚醒、數據處理、網(wǎng)絡(luò )維護等功能。上位機的軟件程序流程圖(采用查詢(xún)方式進(jìn)行數據傳輸)如圖4所示。
4.網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)議的設計
在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )設計當中,通信協(xié)議的設計很大程度上決定了我們設計的成敗,第一步我們要考慮如何設計切實(shí)可用的幀結構;第二步為了增強網(wǎng)絡(luò )傳輸的可靠性,我們要采用糾錯的措施,并且還要有握手信號以便使上位機和所有節點(diǎn)能相互通信,下位機可以主動(dòng)呼叫上位機,告知其監測區域的情況任何,上位機能根據監測數據發(fā)命令告訴下位機采取什么樣的動(dòng)作。
4.1 幀結構設計
無(wú)線(xiàn)通信中,由于外部環(huán)境干擾,通信誤碼率很高,因此通信協(xié)議的設計對保證通信的可靠性十分重要。對于通信協(xié)議而言,最重要的就是幀結構的設計,可以復雜可以簡(jiǎn)單,但要與我們所設計系統要達到的目標相符合,這里我們采用了6字節作為一幀數據,包括:起始字節,地址字節,命令字節,校驗字節和結束字節。
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