ZigBee無線傳感器網絡在遠程環境監測中的應用設計
初始化完畢后,中心控制節點即進入一個無限循環。在此循環中,中心控制節點首先判斷是否有串口中斷指令,然后響應指令,并將指令廣播發送到傳感器節點;若無串口中斷數據,則偵聽空中無線數據,若偵聽到無線數據經加和校驗判斷為有效數據,則將數據通過串口發送到監控中心。
3.3 傳感器節點程序設計
考慮到節點對能耗的要求,節點不應該一直不停歇的對監測區域的環境參數進行采集,因此,本系統為傳感器節點設計了周期采集和睡眠兩種工作模式。在周期采集模式下,網絡中采集數據的節點將按照設定的時間間隔和循環采集次數對環境數據進行采集和上傳,當采集發送指定次數后,傳感器節點自動進入睡眠模式。傳感器節點的工作流程如圖6所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/157047.htm
傳感器節點初始化工作完成后,即可運行ZStack協議棧,以自動完成加入網絡、建立鄰居表等底層操作。應用層在收到成功入網的事件消息后,將設置睡眠定時器并開啟全局中斷,此后節點將進入睡眠狀態以實現低功耗工作。在睡眠狀態下,傳感器節點的大部分內部電路掉電關閉,只有上電復位、外部中斷、32.768 kHz睡眠時鐘處于活躍狀態,但此時傳感器節點能夠時刻偵聽空中的無線數據。在睡眠模式下,若傳感器節點偵聽到無線數據,則對接收到的數據進行解析。若為有效的周期采集命令,則喚醒傳感器節點進入周期采集工作模式,同時設置周期采集時間間隔Tc和采集次數N。開始循環采集上傳環境數據。當采集發送到指定次數時,傳感器節點又自動進入睡眠偵聽模式。
若傳感器節點未偵聽到無線數據,則判斷睡眠定時器是否溢出,若睡眠定時器未溢出,則繼續睡眠偵聽;反之,定時器溢出中斷觸發一次環境數據采集過程,并判斷環境參數是否超出閾值,若超出閾值,則啟動報警電路,并將異常數據打包發送到監測站網關;如果采集到的環境參數在正常范圍內,則丟棄該數據,節點繼續睡眠偵聽。
4 結束語
本文提出了無線傳感器網絡環境監控系統的整體架構、底層硬件和應用程序軟件的設計方法。該系統經連接測試可組成多層分簇無線網
絡,從而實現數據的傳輸,并可達到預期效果,同時系統穩定性、響應速度等性能都可滿足實際需求。此外,本系統還具有良好的擴展性,可以根據具體要求方便地在數據采集模塊上進行相應傳感器的擴充以完成特定數據采集的需要。Zigbee無線傳感器網絡因其組網靈活、節點耗電低、可自動恢復等強大功能,其應用領域將會越來越廣泛。
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