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备的通信。
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dDevice(终端设备)没有特定的维持网络结构的责任,往往连接不同的传感器进行数据采集4。
2系统总体设计方案
本系统框架如图1所示。监测系统由ZigBee无线传感器网络(WirelessSe
sorNetworks,WSN)和上位机监测平台两部分组成。ZigBee无线传感网是由分布在监测区域中的协调器、路由器和多个终端设备组成。其中,终端设备带有温湿度传感器,分布在监测区域实时感知和处理数据,并将这些数据通过无线射频信号发射出去;路由器主要将传感数据路由到协调器;协调器对整个无线个域网(WirelessPerso
alAreaNetwork,WPAN)屮各个传感器节点发出的无线射频信号进行接收和处理,并通过RS232串行总线送入上位机5。上位机监测平台软件采用高级语言开发环境MicrosoftVisualStudio2010(简写VS2010)来编写,负责接收、显示和存储协调器发过来的温度、湿度无线传感器数据。
DHT11数字温湿度传感器是一款含有己校准数字信号输出的温湿度复合传感器。DHT11传感器部分技术参数如表1所示,它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,具有超快响应、抗干扰能力强、精度高等优点8。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。DHT11与CC2530的引脚连接如图5所示,图中VCC接电源,GND接地,数据引脚DATA接CC2530芯片的P0_7引脚来获取环境中的温湿度数据。
21系统硬件设计
WSN中的传感节点由数据采集模块、信号处理模块、无线射频模块和电源模块4部分组成。其中数据采集模块负责监测区域内信息的采集和数据的转换;信号处理模块,负责控制整个传感节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;无线射频模块,负责与其他传感节点进行无线通信,收发采集的数据6;电源模块,为传感节点提供运行所需的能量,通常采用微型电池。WSN中传感器节点的结构如图2所示。
在本系统中,所有网络节点中的信号处理模块和无线射频模块采用CC2530片上系统(Systemo
chip,SoC),所谓片上系统一般是指在单个芯片上集成一个完整的系统,一般包括中央处理器(CPU)、存储器以及外围电路等。CC2530是用于IEEE802154、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能,业界标准的增强型8051CPU,系统内可编程闪存,8KBRAM和许多其他强大的功能。CC2530有4种不同的闪存版本:CC2530F3264128256,分别具有3264128256KB的闪存7。CC2530具有不同的运行模式,运行模式之间的转换时r
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