基于環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理器的硬件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測，公共安全，醫(yī)療及軍事領(lǐng)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)已經(jīng)成為21世紀的一個新的研究熱點。本文提出了一種基于Zigbee協(xié)議，應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，包括若干采集節(jié)點，一個節(jié)點管理器以及遠程數(shù)據(jù)終端。傳感器采集節(jié)點將傳感器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無線通信模塊集成在一塊很小的物理單元上，并將其大量部署在野外監(jiān)測區(qū)域，采集多種環(huán)境參數(shù)，包括環(huán)境溫度、

2、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量等信息，最終將采集數(shù)據(jù)路由至節(jié)點管理器。節(jié)點管理器負責建立Zigbee網(wǎng)絡(luò)，管理采集節(jié)點，存儲及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)并向采集節(jié)點下達數(shù)據(jù)終端的命令。客戶數(shù)據(jù)終端為一臺具有固定IP地址的PC機，其安裝有系統(tǒng)運行軟件、數(shù)據(jù)庫。用戶可通過數(shù)據(jù)終端對所有節(jié)點進行管理和配置，查詢采集信息及網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，下發(fā)任務(wù)。
　　本文著重研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理器的硬件設(shè)計，其包括電源模塊，處理器模塊，無線通信模塊以及存儲與顯示模塊。電源

3、模塊基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗的要求對系統(tǒng)的能量進行管理與分配，設(shè)計太陽能充電電路保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。節(jié)點管理器以ARM-LPC2148芯片為核心處理器，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理與命令解析、各模塊控制等功能。通信模塊實現(xiàn)Zigbee技術(shù)，GSM技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)，CC2531子模塊負責與底層采集節(jié)點通信，同時GSM模塊與以太網(wǎng)模塊可以短信、GPRS及Internet等方式與遠程數(shù)據(jù)終端進行通信。最后，實時的監(jiān)測實驗證明本系統(tǒng)穩(wěn)定有效。本文提出的傳感器