基于环境信息监测的无线传感器网络节点设计

发布时间:2022/4/4 15:00:11您的位置: > 物联网百科 > 正文

随着微电子技术和通信技术的飞速发展,集传感器技术、计算机技术和通信技术于一体的智能传感器以其高精度、优异的可靠性和功能的多样性,在过程控制和信号监测中失去了越来越多的关注。目前已成为国内外的热门话题。本文规划了一个无线传感器收集节点,用于实时监测态势信息,可以停止态势参数的测量并可靠传输,显示传感器碎片。

该节点的方案基于MSP430F1611超低功耗单片机,配备老式微型低功耗传感器,能够及时停止测量被测情况下的温度、湿度、光照强度等参数。使用5号电池供电,信息的无线传输可以避免繁琐的长距离布线,并且具有良好的布局灵敏度,在顽固情况下测量某些区域的态势信息很实用。

1个硬件节点计划

根据无线传感器汇聚节点的治理机制,将节点分为三种类型:传感器节点、簇头节点和汇聚节点。无线传感器采集的簇头节点和汇聚节点主要用于接收和发送数据,因此节点主要由微解模块和无线通信模块组成。传感器节点主要用于采集周围的数据(温度、湿度、光敏度等。)通过传感器,然后停止A/D转换。经过解析器解析后,射频模块会将其发送给相邻节点,节点还会执行数据转发功能,即将相邻节点发送的数据发送给汇聚节点或距离汇聚节点较近的节点。所有硬件可以分为四个模块:数据采集、数据解析、无线传输和电源。硬件节点的结构图如图1所示。在该模块中,数据采集模块充当传感器,停止采集周围的参数信息;数据求解模块完成数据分析、求解和存储功能;无线传输模块作为低功耗、短间隔的节点之间的通信;电源模块选用小尺寸高容量电池,保证了节点的小型化和长寿命。

1.1数据收集模块

数据采集模块利用传感器设备采集现场的温度、湿度、光照强度等参数,然后将采集到的数据通过A/D转换发送给单片机停止求解。

温度和湿度传感器

温湿度的测量采用Sensirion公司的数字传感器SHTll。SHTll集成了温度和湿度与I2C总线接口,是一种单片完全校准的数字相对湿度和温度传感器,具有双线串行接口。可用于测量相对湿度、温度等参数,具有数字输出、免调试、免校准、免核心电路、全更换等特点。

微处理器和SHTll之间的连接如图2所示。只有两个I/O端口用作数据线和时钟线SCK,上拉电阻连接到数据端,去耦电容连接到VDD和GND端。经过相应的软件规划,就可以完成数据的采集和传输。

光强度传感器

在测量太阳光辐照度部分,选用TI公司的TSL230B来测量周围环境的光照强度。该器件是由前人的LinCMOS电流频率集成转换器构成的。它可以在没有外部元件的情况下完成高分辨率的照明/频率转换。它可以将被测环境周围的正光谱照度转换成电流,然后通过电流/频率转换器转换成响应购买频率。输出三角波或方波的频率完全由光照幅度决定,分辨率高,可与微处理器间接连接。连接形式如图3所示。S0和S1是传感器的灵敏度控制端;S2、S3是分频系数选择端;OUT是信号输出端,进入单片机的捕捉输出。在计算两个捕获时间中的计数值的差之后,输出频率va

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