基于WSN技术的温湿度监测系统设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,基于WSN技术的温湿度监测系统设计毕业论文答辩,课题研究背景,无线传感网络(WSN，Wireless Sensor Networks)综合了传感器、嵌入式计算、现代网络 及无线通信、分布式信息处理等技术,可以使人们在任何时间、地点和任何环境下获取大量 详实可靠的信息,从而真正实现无处不在的计算理念。,无线传感网络是新一代的传感网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远 影响。,发达国家如美国,非常重视无线传感网络的发展,IEEE 正在努力推进无线传感网络 的应用和发展,近期美国的学术界和工业界联合创办了传感网络,期望能促进传感器联网技术开发。,课题研究背景,无线传感网络（Wireless Senor Network，WSN）技术一经提出，就迅速在学术界和工业界得到广泛的认可。,环境条件中的温度、湿度、光照度、气体的浓度等指标是许多工业场合的重要参数，研制可靠且实用的温控监测系统显得非常重要。,设计的基本内容,基于 WSN 的温控系统需要完成温度、湿度等环境信息的采集，并通过无线多跳的方式通信，最终使监测到的信息汇聚到网关节点。节点主要由信息采集模块、信息处理模块、无线传输模块、报警系统模块和电源模块等组成。,（1）无线传感器网络节点的硬件设计,（2）数据采集的设计和实现。,（3）研究了无线通信协议，尤其是Zigbee协议的特点及优势,（4）数据的收发和上位机的实现技术方案,无线传感器网络体系结构,无线传感器网络一般采用分层的通信体系结构，其通信体系结构如图所示,。,通信协议，WSN管理以及应用支撑技术三部分组成了通信体系结构,。,系统硬件结构设计,线传感器网络(WSN)节点的基本组成同大多数无线传感器网络节点组成一样包含以下5个基本模块：数据处理采集模块、数据处理模块、无线通信模块、报警模块、电源模块。,其工作过程如下：,首先，温湿度传感器将采集到的温度、湿度信号转化为数字信号，并传送到数据处理模块；其实，数据处理模块对该数据进行处理，将该数据显示在液晶显示屏上，同时将该数据通过无线收发模块发送出去。无线通信模块负责与其他节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据，通常由无线收发芯片、外围电路及天线构成。报警模块是负责对安全数据采集的监控。电源模块为各个模块电路提供能源，通常由电池和相应的电源转换电路构成。,方案具体框图,硬件总体结构设框图,基于WSN温控系统的软件设计,本文设计节点中的整个软件系统总体上分为主程序、数据采集程序、无线收发程序以及接口驱动程序等。,其节点软件总体设计框图如图4-1所示。,主程序流程图,无线传感器网络节点上电后，初始化微处理器MSP430、无线收发芯片CC2420和USART接口，确保建立通信链路后进入休眠模式。,协调器节点收到中断请求时触发中断，激活节点，执行通信子程序，利用串口中断发送或接收信息包。,接收数据时调用接收数据处理程序来分析节点发来的事件，对不同的数据类型(广播帧、数据帧等)做出相应的处理：接收完成后还需要执行校验，根据校验结果决定是丢弃还是保留该帧。,处理完毕后继续进入休眠状态，等待有请求时将再次激活。,主程序流程图如图,结束语,本课题提出的基于WSN的温控系统的方案，不必铺设电缆，可以节省费用和时间。,改变温度传感器、温湿度传感器节点等测量位置和增加或减少传感器节点数目都非常方便。,设计应用于温控系统的无线传感器网络在需要测量的部位放置传感器节点，由监测中心对网络采集的数据统一管理和分析。,该无线传感器网络将快速展开、稳定可靠、可维护性好等特点。,解决了人为的去监测环境的参数，通过WSN的温控系统的监测，对未来环境的监测有重要的意义。,