内容发布更新时间 : 2024/12/26 22:19:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于无线传感器网络的温室环境监控系统研究

在日常生活中，温室环境种植已经是人们生活中很常见的一个例子。传统的温室环境种植都是通过在温室内布置复杂的电线及相关的控制设备来实现对温室环境的调控。这为对农作物进行施肥等活动造成了障碍，可能会在这些活动中把电线弄断，从而给系统通信带来问题。而利用无线传感器网络不需要经过布线这个环节，避免了相关问题的出现，达到了对温室环境进行监控的要求，同时由于采用了基于CC2431的无线传感器网络节点进行设计，达到了无线传感器网络节点设计时外形小、集成度高、功耗低、速度快、成本低的要求。

1 温室环境监控系统整体结构

温室环境监控系统整体结构框图如图1所示，网络中采用传感器测量节点和具有简单执行控制功能的控制节点构成无线传感器网络。测量节点用来测量空气温度、湿度、光照强度等重要环境数据，控制节点(能对调温、调湿等设备进行相关控制)用来接收计算机传来的远程控制信息，以便对温室环境参数进行适当调控。测量节点采集的数据沿着其他测量节点通过多跳的方式进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个测量节点处理，信息经由多跳路由后到达汇聚节点，汇聚节点将接收到的数据直接上传到计算机，所有数据都由计算机进行复杂的数字信号处理，并通过数据库对传感器网络进行配置和管理，发布监测任务和收集监测数据等信息，最后这些数据还可以通过Internet与远程控制中心进行交互，从而实现温室环境的远程监控。

2 CC2431简介

CC2431是TI公司的产品，它是一个真正的基于无线传感器网络

ZigBee/IEEE802.15.4解决方案的片上系统，其内部集成了CC2420射频收发器，工业标准增强型8051 MCU内核，128 KB可编程闪存，8 KB的RAM，精确的定位引擎等丰富的片内资源，支持硬件调试，支持基于IAR7.20以上C51开发环境下的在线调试，提供强大、灵活的开发工具。CC2431体积小、功耗低、集成度高，非常适合于无线传感器网络节点的设计。它可工作在4种工作模式下，且工作模式之间的转换时间较短，因而能够满足超低功耗系统设计的要求。

3 传感器网络节点的硬件

传感器网络节点由传感器测量节点、控制节点和汇聚节点组成。测量节点负责采集周围环境信息，采集的环境信息经多跳路由后到达汇聚节点，最终通过Internet到达控制中心。控制节点用来接收计算机传来的远程控制信息，对温室环境参数进行调控。 3.1 测量节点硬件

传感器测量节点由传感器模块、微处理器模块、无线通信模块和电源模块组成。其硬件结构框图如图2所示。