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基于ANT传感器网络的温度监测系统设计及实现

更新时间：2020-02-13 15:47:30 大小：3M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：ANT传感器温度监测系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(1) 举报

资料介绍

随着传感器技术、嵌入式技术和无线通信技术的飞速发展,无线传感器网络技术日趋成熟,其在农业自动化、生态监测和智能家居等领域的应用越来越广泛。基于无线传感器网络的温度监测技术,弥补了传统监测技术测量精度低、实时性差、部署工作量大和成本高等不足,成为工程应用领域一个备受关注的课题。

  本文研究了无线传感器网络的通信协议,分析比较了目前广泛使用的ZigBee、ANT等通信协议的优缺点,并根据温室及智能楼宇等应用环境的温度变化规律和空间特征,设计了基于 ANT无线传感器网络的温度监测系统的网络拓扑、节点电路图和节点软件流程图,并最终实现了整个系统平台。经测试验证本系统符合最初的设计目标:超低功耗、实时性和低成本。本文所做的主要工作如下:

  1、针对无线传感器网络 ZigBee协议开发难度大、开发周期长、成本高等缺点,充分利用 ANT协议易开发、低成本、超低功耗等优势,并结合温度监测的实际应用环境,设计了基于 ANT无线传感器网络的温度监测系统。本系统由三种节点组成:传感器节点、中继节点和汇聚节点。传感器节点负责采集并发送温度数据,中继节点负责接收温度数据并将其传输至汇聚节点,汇聚节点接收所有节点采集的温度数据并发送至用户客户端。节点主要由温度传感器、微处理器和 ANT引擎三大部分构成。

  2、分析比较市场上广泛使用的温度传感器、微处理器和 ANT芯片型号,设计了以DS18B20为温度传感器、MSP430单片机为微处理器、nRF24AP2为 ANT引擎的超低功耗节点。DS18B20与其他温度传感器相比,具有适当的测温范围和精度,极简单的接口;MSP430单片机与51等其他型号单片机相比,功耗更低,开发更简单,更适合用于以电池作为电源的系统;nRF24AP2是开发者普遍使用、在我国市场上易于购买的ANT芯片。

  3、基于分层思想设计了传感器节点、中继节点和汇聚节点的软件。三种节点的软件设计分三层实现,分别是应用层、接口层和驱动层。应用层主要实现节点的初始化和消息处理;接口层主要实现消息的构建和解码;驱动层主要实现位、字节的读写。遵循软件测试的基本原则,对系统进行了单元测试、集成测试和性能测试,验证了系统的功能和性能。

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