无线传感器网络的数据采集系统设计样本.doc

无线传感器网络数据采集系统设计摘要：本设计简介了由各种传感器节点构成无线传感器网络来采集数据，每个节点以CC2530芯片为重要构造，不同传感器节点以构成网络方式连接在一起，传感器将采集信息存储到CC2530芯片闪存中，由CC2530芯片通过无线射频装置进行数据传播，逐级传播给汇聚节点。通过本设计，可以实现对环境中烟雾浓度、光线亮度以及土壤湿度等数据实时监测。核心词：传感器；节点；无线传感器网络；CC2530；一、系统总体构造在本设计中，无线传感器网络实现是在采用IEEE802.15.4合同基本上形成Zigbee无线短距离传播合同，通过两个终端节点和一种路由节点构成一种网络。?@些设备分别搭载着功能各异传感器，分别是烟雾、光敏以及土壤湿度传感器。这些传感器所处终端节点会收集它们所能感知数据，并且可以通过LCD液晶显示屏显示出来。在本设计中由于终端个数有限，暂时展示三个节点上信息。在传感器选取上，本次系统将选取土壤湿度传感器，烟雾传感器和光敏传感器来使用。重要为室内农作物哺育提供一定科学根据，土壤湿度传感器检测农作物生存土壤环境，烟雾传感器检测农作物生长气体环境，光敏传感器检测农作物生长光强环境，以保证农作物可以正常养成。二、硬件设计（一）CC2530芯片CC2530芯片可以使用便宜制作材料来创立一种功能十分优越网络设备。在本次系统设计中使用256K版本CC2530芯片，因素有：低功耗，可以切换积极、供电模式和电压限制；微控制器，具备非常优良性能，可以完好无损保存数据、预取代码、调试硬件；RF/布局，具备极强抗干扰能力，接受数据非常精确并且敏捷，敏捷度非常高；支持各种外设。（二）MQ-2烟雾传感器MQ-2烟雾传感器所使用气敏材料是在咱们寻常清洁空气时电导率相对来说很低二氧化锡。选取MQ-2因素有诸多，其一是由于它对诸如氢气、甲烷、液化气之类可燃性气体检测效果都比较好，合用范畴广且敏捷度较高；其二是由于在特定工作环境中（例如二百到三百高温）下能检测到烟雾存在；其三是由于它设计比较简朴，制作以便，在成本方面控制比较好。（三）光敏传感器光敏传感器是运用光敏元件将光信号转换为电信号传感器。它能感应到各种可见和不可见光信号，在合用场合，敏捷度和造价方面效果都比较好。本设计中光敏传感器与CC2530芯片连接在一起，作为一种终端传感器节点，实时监测光强度信息，并将这些信息发送给上一级节点协调器。（四）土壤湿度传感器土壤湿度传感器是运用对湿度敏感元器件将湿度信号转化为电信号传感器。特点是在元器件重要探测部位用一层对湿度敏感材料所作成一种膜状物进行所有涂抹。这样当土壤湿度传感器在监测地工作时，其探测部位电阻或电容就会随着空气或土壤中水汽遇到感湿膜而发生变化，通过一定转化变成数据被采集到。三、软件设计（一）系统软件设计本次系统无线传感器网络构成中有一种协调器设备、一种路由设备和两个终端设备。终端设备只能给协调器发送信息，它们之间不能互相发送信息。协调器在终端设备申请加入系统时给它生成精确代表它身份标记，以便能精确高效地管理这个终端设备工作。路由设备既可以收集信息，又可以实现终端设备信息互相传播。当终端设备在协调器辐射不到范畴外，终端设备先把信息传播给路由设备，然后路由设备再把信息传播给协调器。终端设备与路由设备成功进入系统后，协调器设备会不断地获得由收集设备采集信息，同步协调器也可以将信息传送到计算机。（二）协调器节点设计在无线传感器网络整体设计中，协调器设备会发起组建一种无线传感器网络并且负责接受或否定其她设备入网和退网申请。此外它尚有接受搭载传感器终端设备收集来数据功能通过整合加工后来传播给上一级设备。协调器作为网络核心，需要具备把设备进行初始化，然后组网，并且控制传感器节点入网出网，这些功能需要通过软件来实现。协调器上电后会组建新网，然后自主扫描周边与否存在有有关终端设备发起入网祈求，如果存在这样祈求，协调器会通过NWK给新终端设备分派可以唯一辨认标记。当协调器需要进行查看信息时候，会向收集信息设备发出指令，规定其把感知到信息收集并传播给协调器，进行存储和调用展示。（三）路由节点设计在本次设计中由于是室内短距离传播数据因此路由节点是作为终端节点使用，它在实际应用中作用是搭建协调器与终端通信途径，无线传感器网络通过路由设备可以无限扩大范畴，进行大规模数据采集。路由节点在WSN网络系统中重要功能是发现网络，并在系统中搭建协调器与终端通信途径。当两个终端设备需要进行传播信息但是又在它们不可及范畴内时候，其中一种设备会将数据传递给距离目的设备较近路由节点，然后路由节点通过再次选取适当路线，将信息发送给目的设备。（四）终端节点设计在此系统中终端传感器节点设备作为最基本设备进行各种数据采集，它在接上电源后会在自己监测范畴内搜寻可以连接网络。如果在范畴内有可