无线传感网络节点环境监测模拟装置设计

1、 文丰等:无线传感网络节点环境监测模拟装置设计第12期图5接收电路原理图6解调测试的各级放大结果3无线组网通信协议设计适合的通信协议对降低无线通信能耗。延长网络寿命具有重要的意义。本系统要求监控终端能够分别接受显示各个探测节点的信息,节点间具有自动识别转发功能。采用协议以监控端为主控制端,交替点名查询探测节点。被呼叫的节点根据呼叫内容产生应答信号.进行命令数据转发。监控终端获得节点回传的帧数据信息.分别进行存储显示。为简化系统通信过程.可靠有效通信.本装置采用数据帧方式传递命令与数据,帧结构如表1所示。7个字节为一帧,EB、90作为帧头.标志一帧起始。其后5个字节分别表示接收端地址、发送端地址

2、、接收端应执行的命令、数据信息1、数据信息2。裹l数据传输帧格式。.接收端发送端接收端应数据数据地址地址执行的命令信息I信息2单片机采用波特率3000bps.加校验位,则每秒可传输272个字节。为确保接收端能可靠接收.发送端应每次连续发送3帧数据帧.即21个字节,用时77ms。同样接收端收到命令进行转发也需要77ms。这样。监控终端呼叫最远端节点所需的数据、命令接收转发总时间小于38.满足5s上限要求。系统的工作流程图如图7所示。监测终端上电后先进行初始化操作。然后呼叫节点A 以读取其数据信息.若在一定时间内没有收到A的回传数据.则呼叫节点B.若收到A的信息则刷新液晶显示.并继续呼叫节点A令其

3、呼叫节点B。待收到B节点数据信息进监控终端探测节点图7系统工作流程行显示.再呼叫其他节点。探测节点上电初始化后等待接收信息.当收到数据帧后进行判断。如果不是呼叫自己则等待;如果是呼叫自己则判断数据帧中命令内容。执行相应操作。根据MSP430单片机特点与系统低功耗要求。具体程序也采用低功耗设计10。4测试结果及讨论系统测试组成照片如图8所示。对终端节点进行电源功耗测试。分别对监测终端上、下断电5次,每次用万用表测量电源电压和供电电流。重复测量5次,计算电源的供给功率,求平均值测试结果如表2所示。监测终端的功耗指标低于1W的要求。对于通信距离、识别正确率和响应时间的的测试如表3所示。测试结果表明节

4、点距离在26cm之内可以100%的通信并且响应时间为3.58.系统实现功能测试情况如表4所示。田8系统测试组成照片 97 无线传感网络节点环境监测模拟装置设计作者:文丰, 王二伟, 杨建国, Wen Feng, Wang Erwei, Yang Jianguo作者单位:中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051刊名:电子测量技术英文刊名:ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY年,卷(期:2010,33(12参考文献(17条1.石军锋;钟先信无线传感网络低占空比MAC协议性能研究期刊论文-计算机工程与应用 2007(202.万志强同步检波和包络检波下的AM

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