系統(tǒng)總規(guī)劃
1、功能介紹
系統(tǒng)由終端節(jié)點、路由器以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(網(wǎng)關(guān))三類設(shè)備組成。以倉庫為單位,進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋,由終端節(jié)點將傳感器數(shù)據(jù)采集并經(jīng)過過路由器發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,數(shù)據(jù)進入上位機進行分析處理。節(jié)點為自身獨立采集子系統(tǒng),可在節(jié)點上完成數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)顯示功能。該系統(tǒng)是以高效率、低成本、低功耗為原則,保證數(shù)據(jù)準確傳輸為基礎(chǔ)完成的智能華無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),適合于各種倉儲倉庫,樓宇以及家庭應(yīng)用。
2、系統(tǒng)特點
1)低功耗。在低耗電待機模式下,2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6到24個月,甚至更長。
2)低成本。通過大幅簡化協(xié),降低了對通信控制器的要求,按預(yù)測分析,以8051的8位微控制器測算,子功能節(jié)點少 至4KB代碼,而且ZigBee免協(xié)議專利費。
3)低速率。ZigBee工作在250kbps的通訊速率,滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。
4)近距離。傳輸范圍一般介于10~100m之間,在增加RF發(fā)射功率后,亦可增加到100m-1km。這指的是相鄰節(jié)點間的距離。如果通過路由和節(jié)點間通信的接力,傳輸距離將可以更遠。
5)短時延。ZigBee的響應(yīng)速度較快,一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms,節(jié)點連接進入網(wǎng)絡(luò)只需30ms,進一步節(jié)省了電能。
6)高容量。ZigBee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),由一個主節(jié)點管理若干子節(jié)點,最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點;同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理,最多可組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)。
7)高安全。ZigBee提供了三級安全模式,包括無安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(AES128)的對稱密碼,以靈活確定其安全屬性。
8)免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz(全球) (ISM)頻段。
一、 終端節(jié)點
功能
SHT11為數(shù)字傳感器,采用IIC接口,模塊通過IIC接口定時讀出傳感器數(shù)據(jù)采集的溫濕度數(shù)據(jù),并將溫濕度數(shù)據(jù)通過RF傳輸至router,如有敏感數(shù)據(jù),實時向網(wǎng)關(guān)傳輸。也可用按鍵實時采集溫度,并顯示在LCD上。具有電量檢測功能,電壓低于2.3V自動發(fā)出報警信號,提示更換電池。電池報警可無線報警,也可終端報警。節(jié)點多數(shù)時間工作在休眠狀態(tài),只有在采集數(shù)據(jù)以及傳輸數(shù)據(jù)時進入高速工作狀態(tài)。
二、 路由器
功能
負責(zé)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的通信協(xié)調(diào),路由以及鏈路建立與拆除,路由器長時間工作在高速狀態(tài),需要直流電長時間連續(xù)供電。主要作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(網(wǎng)關(guān))和終端節(jié)點的中間鏈路。路由器RF部分加功率放大器,以保證該項目較長距離的通信可靠性。
三、 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器(網(wǎng)關(guān))
功能
主要負責(zé)通信的協(xié)調(diào),路由的規(guī)劃,路由表的記錄。作為網(wǎng)關(guān)把ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)和上位機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行交換、與通信協(xié)調(diào)。路由器可選用RS232接口或者TTL轉(zhuǎn)USB接口直接和上位機連接,將采集數(shù)據(jù)實時發(fā)送到上位機數(shù)據(jù)庫或終端軟件中。