無線傳感器節(jié)點(diǎn)是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基本單元,節(jié)點(diǎn)設(shè)計的好壞直接影響到整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。其主要負(fù)責(zé)對環(huán)境信息的采集和處理,并發(fā)送自己采集的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)給相鄰節(jié)點(diǎn)或?qū)⑾噜徆?jié)點(diǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給基站或更靠近基站的節(jié)點(diǎn)。無線傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊(傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器)、處理器模塊(處理器和存儲器)、無線通信模塊(無線收發(fā)器)和能量供應(yīng)模塊(電池或電源)4部分組成。
一、傳感器模塊
主要負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)環(huán)境信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。環(huán)境監(jiān)測傳感器主要采用了溫濕度傳感器(SHT10)、二氧化碳傳感器CO2(TGS4161)、MQ-2煙霧傳感器和KE-25型氧氣傳感器等。
二、處理器模塊
處理器模塊是整個節(jié)點(diǎn)的中心,其他模塊都要通過處理器來聯(lián)系,因此處理器性能的好壞決定了整個節(jié)點(diǎn)的性能。主要負(fù)責(zé)整個傳感器節(jié)點(diǎn)的操作、存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù),微處理器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)各部分的工作,通常選用嵌入式。該設(shè)計采用CC2430芯片,CC2430使用的8051CPU是一個單周期的兼容內(nèi)核,它有三種不同的訪問總線,其中包括中斷控制器,內(nèi)存仲裁器,8KBSRAM,32/64/128/256KB閃存塊。
三、無線通信模塊
無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信、交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)。CC2430具備一個IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器,其中的RF內(nèi)核控制無線模塊,另外它還提供了一個連接外部設(shè)備的端口,從而可以發(fā)出命令和讀取狀態(tài),操縱各執(zhí)行電路的事件順序。同時無線設(shè)備還包括數(shù)據(jù)包過濾模塊和地址識別模塊。
四、能量供應(yīng)模塊
能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量,環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計采用可充電的鋰電池。CC2430具有不同的運(yùn)行模式,使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。
本文對于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)無線傳感器節(jié)點(diǎn)四大模塊的介紹已經(jīng)十分詳細(xì)了,四大模塊之間的相互獨(dú)立又協(xié)調(diào)配合,共同實現(xiàn)了整個數(shù)據(jù)的采集、傳輸功能。