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《農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2011年第30卷第4期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)87設(shè)計(jì)與～翩～造農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)熊偉麗，賈巖，邵金濤，徐保國(guó)(江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院自動(dòng)化系，江蘇無(wú)錫214122)摘要：針對(duì)電子信號(hào)干擾、能耗大等因素對(duì)通信能力造成的影響，設(shè)計(jì)了基于低功耗微處理器MSP430的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。通過(guò)使用MCU的不同工作模式和對(duì)無(wú)線射頻模塊的不同狀態(tài)等節(jié)能措施，增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)通信能力，大幅度降低了節(jié)點(diǎn)的能耗。經(jīng)過(guò)背景項(xiàng)目實(shí)際農(nóng)田環(huán)境的測(cè)試證明：節(jié)點(diǎn)不僅能夠完成對(duì)農(nóng)田環(huán)境
2、要求信息進(jìn)行準(zhǔn)備采集，網(wǎng)絡(luò)通信效率也得到了很大提高。關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；農(nóng)田環(huán)境；節(jié)點(diǎn)；能耗中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2011)04-0087-03Desi‘tm0ftwirelessS~,ensornetworksSnodesfI-corf[armenvi●ronment·moni■t·ori●ng；XIONGWei-li，JIAYan，SHAOJin—tao，XUBao—guo(SchoolofInternetofThingsEngineering，DepartmentofAutomatio
3、n，JiangnanUniversity，Wuxi214122，China)Abstract：Aimingatinterferenceofelectronicsignal，largeenergyconsumptionandotherfactorsimpactofcommunicationscapabilities，awirelesssensornetworksnodebasedonlow—powermicrocontrollerMSP430isdesigned．Throughusingenergy—savingmethodofdiffer
4、entMCUoperationmodeanddifferentwirelessmodulestatus，thecommunicationcapabilityisimprovedandtheenergyconsumptionofnodeisreduced．Theactualtestsshowthatthewirelesssensornetworkscangetaccurateinformationofenvironmentandimprovetheeficiencyofnetworkscommunication．Keywords：wirel
5、esssensornetworks；farmenvironment；node；energyconsumption0引言的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。MSP430控制傳感器采集農(nóng)田土壤環(huán)農(nóng)田環(huán)境信息的準(zhǔn)確掌握，對(duì)調(diào)高農(nóng)作物的產(chǎn)量和效境參數(shù)，由無(wú)線收發(fā)模塊NRFg05將數(shù)據(jù)發(fā)送給相鄰節(jié)點(diǎn)，益起到很重要的作用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以借助于節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的多級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)最終送回主機(jī)，實(shí)內(nèi)置的各種傳感器來(lái)測(cè)量農(nóng)田環(huán)境的溫度、濕度、鹽堿度等現(xiàn)對(duì)農(nóng)田土壤環(huán)境的監(jiān)測(cè)。環(huán)境參量。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，可能由于障礙物或電子1硬件設(shè)計(jì)信號(hào)的干擾使得節(jié)點(diǎn)通信受影響；可能
6、由于節(jié)點(diǎn)的能耗問(wèn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)2種，傳感器題影響了節(jié)點(diǎn)的工作J。因此，如果設(shè)計(jì)一種能耗低，而節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集農(nóng)田環(huán)境信息，然后由匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送給PC且通信能力強(qiáng)的傳感器節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)得到準(zhǔn)確的環(huán)境信息，則機(jī)?？梢詫?duì)農(nóng)田環(huán)境進(jìn)行有效的控制。1．1傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)，一方面硬件必須低功耗，采用無(wú)線傳輸硬件結(jié)構(gòu)包括微處理器模塊、射頻通信電路(RF)模且通信能力強(qiáng)；另一方面，軟件必須支持多跳的路由協(xié)議。塊、傳感器模塊、電源模塊等4部分，傳感器將農(nóng)田環(huán)境信IEEE802．15．4／ZigBee協(xié)議充分考慮了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)息轉(zhuǎn)
7、換為電信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)A／D轉(zhuǎn)換，微處理器將該信息的應(yīng)用要求，是目前被業(yè)界普遍看好的一種無(wú)線通信協(xié)議?；谶@些基本的思想，本文設(shè)計(jì)了以l6位單片機(jī)處理后通過(guò)無(wú)線傳輸單元傳給匯聚節(jié)點(diǎn)。硬件結(jié)構(gòu)如MSP430為核心，結(jié)合外圍傳感器和無(wú)線收發(fā)模塊NRF905圖1所示。收稿日期：2010-08-16基金項(xiàng)目：國(guó)家“863”計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006AA10A301)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(JUSRP10927)88傳感器與微系統(tǒng)第3O卷SHT10是一種高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全量程標(biāo)定的數(shù)字輸出。該傳感器包括1只電容性聚合體濕
8、度敏感元件和1只用能隙材料制成的溫度敏感元件，這2只敏感元件與1個(gè)14位的A／D轉(zhuǎn)換器以及1個(gè)串行接口電路設(shè)計(jì)在同一個(gè)芯片上面。因此，該傳感器具有響應(yīng)時(shí)間快、精度高(濕度精度為±2．0％RH，
