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理论设计温湿度采集监测系统

前端温度获取模块的主要任务是收集温度并将数据以某种格式通过串行端口发送到节点A。 节点A将接收到的温度采集信息无线发送到节点B; 节点B的主要任务是接收节点A通过其内部无线收发器模块发送的数据,并使用其内部处理器按需处理接收到的数据,并通过串行端口将其发送到GSM通信模块。 GSM通信模块通过短信发送数据。信息发送监控模块,该监控模块可以是手机式手持终端或计算机监控接口。

系统的每个组件模块的设计

(1)设备选择和原理图 图3-1显示了温度采集电路的原理框图,该电路主要由传感器,微控制器和电源组成。 该传感器使用瑞士温度和湿度集成数字传感器SHT15,该传感器将传感元件和信号处理电路集成在微电路板上,以输出经过完全校准的数字信号。

该传感器包括一个电容聚合物湿度测量敏感元件,一个由能隙材料制成的温度测量元件,并在同一芯片上,以及14- 位A / D转换器和串行接口电路无缝连接,可以通过软件配置选择温度测量精度。 具有体积小,使用方便灵活,响应速度快,抗干扰能力强,性价比高等优点。

该微控制器使用AT89C52,这是一种低功耗,高性能COMS 8位微控制器,具有8K字节的Flash片上程序存储器,256字节的闪存。 随机访问数据存储器,5个中断优先级,2个16位可编程定时器计数器和2个全双工串行通信端口。 采集原理的仿真图如图3-2所示。 图3-1温湿度采集电路框图图3-2采集原理图

(2)KM-NODE433节点模块简介

KM-NODE433节点模块的组成如图所示 图3-3如图所示,它是激光雷达公司生产的无线通信模块,主要由微控制单元和无线收发器模块组成。 图3-3 KM-NODE433节点模块的组成

KM-NODE433节点模块的结构特征如下:

使用CC1100无线通信模块; MCU使用具有超低功耗特性的MSP430F2132; 实现串行通讯的透明传输,并可以配置各种数据格式; 实现任意长度的数据传输和不间断的无线数据长度; 防冲突机制,实现多用户数据通讯; 在线设置多种速度和不同的地址和渠道; 用户可以选择保存配置信息以方便后续操作; 方便快捷的状态切换,只需配置和控制I / O端口状态。 KM-NODE 433节点的示意图如图3-4所示。 在该系统中,模块在公共频段的工作频率为433MHZ,可以节省成本。 由于公共频段的用户更多,因此数据在传输过程中将遭受更多干扰。 该系统对节点软件中的传输数据有一定的格式要求,以提高数据传输的准确性。 图3-4 KM-NODE 433节点示意图

(3)GSM通信模块设计

图3-5 GPRS通信模块的框图

GPRS通信模块主要采用SMS形式为了发送信息和数据,将系统连接到移动通信,可以无限远地传输数据,极大地解决了传输距离的问题。 通过AT命令可以发送温度和湿度数据信息。

(4)监视模块

针对不同用户的监视需求,系统 监视系统有两种类型:

一种是手持式监视接口,即在手机系统中嵌入了一种特殊的监视软件,需要 系统实现信息的接收和监控,同时,您可以查看历史数据信息。 用户还可以通过通过手持终端向系统发送控制消息来控制某些参数(例如,当湿度低于预定阈值时,手持终端将收到提示消息,并且监视器可以发送控制消息。 控制浇水装置以增加湿度的系统)。

另一个是终端计算机监视界面,终端用户可以在该界面上查看和监视计算机上观察点的参数信息。 手持监控效果和计算机监控界面如图3-6所示。 手持终端的监控程序是用JAVA结合数据库知识编写的,而终端计算机的监控界面是用VB设计的。 两者都可以实现数据信息的监视,并通过图形显示每个监视区域的监视信息。

系统仿真测试

(1)仿真测试所需的设备 < 所需的设备,仪器和材料如下:1)前端温湿度采集模块; 2)KM-NODE 433节点模块; 3)GSM通讯模块; 4)串口连接两根线; 7)一台装有专门设计的VB温湿度监控接口的PC; 8)手持监控终端; 9)每个模块的电源

手持终端监控的仿真过程示意图如图4-1所示。 图4-1手持终端监控的仿真过程

由于数据信号在传输过程中有一定的衰减,在距离比较长的情况下,为了传输信息的准确性,应增加中继节点以实现数据的有效传输。

的显示界面。中继节点仅用于数据透明传输而不处理数据,并且功耗相对较低。

计算机终端监控仿真如图4-2所示。 图4-2计算机终端监控仿真显示界面

(2)仿真测试结果

系统基本上实现了b提出的各种功能 y设计。 在单节点或多节点的情况下,触摸传感器后,监控界面上的温度和湿度会相应改变,可以同时显示每个监控点的实时数据信息,并可以 查看历史信息,最终用户发送的控制信息可以通过单片机的相应引脚状态反映出来。

因为数据是通过 433MHZ频段,该频段传输更多的数据,干扰大,系统对传输数据有一定的规定,传输信息的准确性有所提高。

本文基于各种当前温度采集和监测方法,结合理论,提出了一种无线传感器网络技术。 f单片机,集成温度传感器,GSM通信和VB,研究设计了温度采集和监视系统。 完成了系统方案的确定,前端信息获取模块的软硬件设计,系统中节点的软件设计,终端监控接口的设计以及节点拓扑的研究工作。

系统实现实时检测多节点温度,收集的温度信息可以通过无线收发器和GSM通信发送给终端用户,在终端监控接口上实现动态监控,终端用户还可以通过无线收发器和GSM发送控制信息 通讯。 温度控制在一定程度上可以实现自动控制,克服了传输距离的问题。

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