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无线传感器网络-仓库温湿度采集系统_0

系统特点:

1)低功耗。在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6到24个月,甚至更长。

2)低成本。通过大幅简化协,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,子功能节点少至4KB代码,而且ZigBee免协议专利费。

3)低速率。ZigBee工作在250kbps的通讯速率,满足低速率传输数据的应用需求。

4)近距离。传输范围一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到100m-1km。这指的

是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。

5)短时延。ZigBee的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。

6)高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000个节点的大网。

7)高安全。ZigBee提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码,以灵活确定其安全属性。

8)免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。

系统参数

主芯片:CC2430F128

频段:2.4-2.475GHz

通讯协议:标准IEEE 802.15.4、ZigBee2006

网络拓扑结构:网状、星状

调制方式:DSSS

数据传输速率:250KBps

接收灵敏度:-94 dBm

通信距离:50m 70m

数据加密:128-bit AES

信道接入方式:CSMA/CA

信道数:1-16

发射电流:约28mA

接收电流:约28mA

休眠电流:20uA以下

工作温度-40-85℃

一、终端节点

功能

SHT11为数字传感器,采用IIC接口,模块通过IIC接口定时读出传感器数据采集的温湿度数据,并将温湿度数据通过RF传输至router,如有敏感数据,实时向网关传输。也可用按键实时采集温度,并显示在LCD上。具有电量检测功能,电压低于2.3V自动发出报警信号,提示更换电池。电池报警可无线报警,也可终端报警。节点多数时间工作在休眠状态,只有在采集数据以及传输数据时进入高速工作状态。

二、路由器

功能

负责网络中数据的通信协调,路由以及链路建立与拆除,路由器长时间工作在高速状态,需要直流电长时间连续供电。主要作为网络协调器(网关)和终端节点的中间链路。路由器RF部分加功率放大器,以保证该项目较长距离的通信可靠性。

三、网络协调器(网关)

功能

主要负责通信的协调,路由的规划,路由表的记录。作为网关把ZigBee网络中的数据和上位机系统的数据进行交换、与通信协调。路由器可选用RS232接口或者TTL转USB接口直接和上位机连接,将采集数据实时发送到上位机数据库或终端软件中。

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