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(5)自动监测的功能,在没有相应命令执行期间,能自动执行监测并向上位机发送信号,告知上位机检测区域的状况。
33电源
电源部分我们采用5V供电,控制器部分我们集成电压转换电路,直接可以接入220V居民用电网络当中,这样增强了此网络传感器系统的便捷性。
上位机
RS232
电平转换
微控制器
无线收发模块
天线
无线通信适配单元
电池(AA)
图3、数据汇聚点
34无线传感器网络软件设计
由于我们采用的微处理器支持C语言,这就大提高了软件设计开发的工作效率。传感器节点的工作流程图我们采用中断接收,查询发送,增加传输效率如图3所示。上位机作为控制中心必须具备网络唤醒、数据处理、网络维护等功能。上位机的软件程序流程图采用查询方式进行数据传输如图4所示。
35网络通信协议的设计
在无线传感器网络设计当中,通信协议的设计很大程度上决定了我们设计的成败,第一步我们要考虑如何设计切实可用的帧结构;第二步为了增强网络传输的可靠性,我们要采用纠错的措施,并且还要有握手信号以便使上位机和所有节点能相互通信,下位机可以主动呼叫上位机,告知其监测区域的情况任何,上位机能根据监测数据发命令告诉下位机采取什么样的动作。
371帧结构设计
f起始1字节
地址1字节
命令1字节
校验2字节
结束1字节
无线通信中吗,由于外部环境干扰,通信误码率很高,因此通信协议的设计对保证通信的可靠性十分重要。对于通信协议而言,最重要的就是帧结构的设计,可以复杂可以简单,但要与我们所设计系统要达到的目标相符合,这里我们采用了6字节作为一帧数据,包括:起始字节,地址字节,命令字节,校验字节和结束字节。
372纠错和握手信号设计
对于无线通信而言,提高通信可靠性的另一方面就是对传输数据进行检错,4上位机图工作流程图。
开始
初始化
获取下位机地址
发送地址
等待应答
成功
图4、上位机工作流程图必须对数据进行检错,当传输距离较远或采用无线传输时,这就更为重要了。我们这里综合考虑采用按位计算CRC码的方法进行纠错,从性能和开销上考虑,采用CRC校验算法远优于奇偶校验和算术和校验等方法。
4无线传感器网络设计的难点
基于设计的原则,低功耗是设计中考虑的重点,在选用微处理器时常选用CC1010,它有三种工作模式:空闲模式、节能模式和睡眠模式。制定节能策略如下:平时芯片工作在空闲模式,并关闭ADC模块,只响应RF(无线发射)中,此时能量消耗非常低,电流消耗只有294r
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