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基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究

作者: 時間:2010-06-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在日常生活中,種植已經(jīng)是人們生活中很常見的一個例子。傳統(tǒng)的種植都是通過在內(nèi)布置復(fù)雜的電線及相關(guān)的控制設(shè)備來實現(xiàn)對溫室的調(diào)控。這為對農(nóng)作物進(jìn)行施肥等活動造成了障礙,可能會在這些活動中把電線弄斷,從而給系統(tǒng)通信帶來問題。而利用不需要經(jīng)過布線這個環(huán)節(jié),避免了相關(guān)問題的出現(xiàn),達(dá)到了對溫室環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控的要求,同時由于采用了CC2431的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計,達(dá)到了節(jié)點(diǎn)設(shè)計時外形小、集成度高、功耗低、速度快、成本低的要求。
1 溫室環(huán)境整體結(jié)構(gòu)
溫室環(huán)境整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,網(wǎng)絡(luò)中采用傳感器測量節(jié)點(diǎn)和具有簡單執(zhí)行控制功能的控制節(jié)點(diǎn)構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。測量節(jié)點(diǎn)用來測量空氣溫度、濕度、光照強(qiáng)度等重要環(huán)境數(shù)據(jù),控制節(jié)點(diǎn)(能對調(diào)溫、調(diào)濕等設(shè)備進(jìn)行相關(guān)控制)用來接收計算機(jī)傳來的遠(yuǎn)程控制信息,以便對溫室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)控。測量節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)沿著其他測量節(jié)點(diǎn)通過多跳的方式進(jìn)行傳輸,在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個測量節(jié)點(diǎn)處理,信息經(jīng)由多跳路由后到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn),匯聚節(jié)點(diǎn)將接收到的數(shù)據(jù)直接上傳到計算機(jī),所有數(shù)據(jù)都由計算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)字信號處理,并通過數(shù)據(jù)庫對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理,發(fā)布監(jiān)測任務(wù)和收集監(jiān)測數(shù)據(jù)等信息,最后這些數(shù)據(jù)還可以通過Internet與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行交互,從而實現(xiàn)溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/163021.htm

2 CC2431簡介
CC2431是TI公司的產(chǎn)品,它是一個真正的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee/IEEE802.15.4解決方案的片上系統(tǒng),其內(nèi)部集成了CC2420射頻,工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)型8051 MCU內(nèi)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(nèi)資源,支持硬件調(diào)試,支持IAR7.20以上C51開發(fā)環(huán)境下的在線調(diào)試,提供強(qiáng)大、靈活的開發(fā)工具。CC2431體積小、功耗低、集成度高,非常適合于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計。它可工作在4種工作模式下,且工作模式之間的轉(zhuǎn)換時間較短,因而能夠滿足超低功耗系統(tǒng)設(shè)計的要求。
3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件
傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由傳感器測量節(jié)點(diǎn)、控制節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)組成。測量節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集周圍環(huán)境信息,采集的環(huán)境信息經(jīng)多跳路由后到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn),最終通過Internet到達(dá)控制中心??刂乒?jié)點(diǎn)用來接收計算機(jī)傳來的遠(yuǎn)程控制信息,對溫室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。
3.1 測量節(jié)點(diǎn)硬件
傳感器測量節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、微處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊組成。其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。



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