太陽能LED路燈狀態傳感器節點的設計

LED燈頭照度檢測電路如圖4所示。照度檢測采用On9658集成傳感器，傳感器獲取的信號經過放大器放大和濾波后輸出到控制器JN5139的A/D轉換接口。

LED燈頭溫度檢測電路如圖5所示。蓄電池溫度采用SHT11集成溫度傳感器。

4 傳感器節點的軟件設計

4.1 軟件系統的總體設計

軟件系統的主要功能包括傳感器數據采集與處理、無線收發和節點定位等，采用模塊化設計。傳感器數據采集與處理模塊主要設置蓄電池狀態信號的采集參數并控制采集;無線收發模塊通過設置寄存器控制對命令或數據的接收和發送;節點定位模塊對節點進行實時定位。傳感器節點設計為全功能設備(FFD)，同時具有路由功能，其程序流程圖如圖6所示。在任務隊列中加入主任務進行數據采集、報警檢測和自身能量檢測并調用ZigBee發送任務;產生JN5139引腳中斷時，CPU轉去執行ZigBee接收中斷服務程序。如果是采集命令，則立即執行數據采集和發送;如果是路由包，則立即執行路由更新。

4.2 節點定位算法設計[5]

節點采用基于接收信號強度指示定位算法實現的精確定位。已知發射節點的發射信號強度，接收節點根據收到信號的強度計算出信號的傳播損耗，然后根據信號傳播模型公式將傳輸損耗轉化為距離，再利用三邊測量法計算出未知節點的位置。在實際定位中，要保證未知節點處于3個以上發射信號強度和位置坐標已知的參考節點的通信范圍內，未知節點根據接收信號強度計算出信號的傳播損耗，進而計算出節點位置。

本文介紹了基于無線傳感網絡的高精度太陽能LED路燈狀態傳感器節點的設計，在實際測試過程中，系統運行穩定，測量結果符合實際，完全達到了對信號高精度的采集與無線傳輸，取得了較好的監測效果。該系統結合無線傳感網絡具有的低功耗、低成本和節點多等優勢，在無線通信技術遠距離、高可靠性等關鍵問題解決過程中的應用會越來越廣泛。