基于无线Mesh网络的温室测控系统的设计

点构成无线传感 网络 ， 路由节点构成无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络的骨干 网， 采用射频无线通信技术来传输数据． 具体 的
网络体 系结 构如 图 ３所 示 ． 具 体工 作 流程为 ： 由数 据采集 传感 器节 点采集 每个 温室 的环境 数据 ， 通过 无线 射频 通信方 式发 送到 相应
路 由节点 ， 每个路由器节点负责接收温室传感器节点发送 的数据 ， 接收完毕后通过 Ｍ ｓ 骨干 网将信息传送 ｅ ｈ 到总控制节点． 管理人员可 以通过传送到控制中心的环境信息、 将相应控制信息回送到对应温室的设备开启
协议． 系统 具有网络构建简单 、 易扩展 、 成本低 等优 点 ， 有一定 的应用 价值 ．
关键 词 ： 无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络 ； 测控系统； 射频通信； 网络协议
中图分 类号 ：［０ ＴＢ２
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０１ ３７２１）１ ０１ ４ １ － ３（０２０－ ８－ ０５ ０ ０
２ 无 线 网络 概 述
２ １ 无 线 Ｍｅ ｈ网 络 ． ｓ
无线 Ｍ ｓ 传感网络 （ ｒ ｅｓ ｅ ｅ ｏ ， Ｎ 是 ２ 世纪 ９ ｅ ｈ Ｗｉ ｌ ｓ Ｎ ｔ ｒ ＷＭ ） ０ ｅｓＭ ｈ ｗ ｋ ０年代 中后期新兴的无线网络技术 ， 近 几年引起人们越来越多的关注． 无线 Ｍ ｓ 传感网络一般 由无线路 由节点构成的骨干 网组成 ， ｅ ｈ 该无线骨干网 提供 了大范围的无线信号的覆盖与节点的链接． 各个传感器节点通过路 由节点链接到网络 ， 常无线 Ｍ ｓ 通 ｅ ｈ 传感 网络有一个或者多个路由节点链接到其它网络． 无线 Ｍ ｓ ｅｈ网络不像移 动蜂窝 网络那样需要受中心控 制设备限制 ， 也无需像移动蜂窝通信 系统那样去维护高塔上的基站 ， ］它是采用多跳机制来转发数据到 目 的节点的， 以将数据 的传输范围加 以延伸 ， 可 覆盖范围很广． ２ ２ 无 线传 感 网络 ． 无线传感 网络主要 由传感器节点 、 监测 区域和汇聚节点三部分组成． 如 图１ 所示 ， 传感器节点 主要作用是采集原始数据源信息并处理采集到 的信 息． 每ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个传感器节点 由数据采集模块 （ 各种传感器 ）数据处理 和控制模块 、 （ 微处理器 、 存储器 ）通信模块（ 、 无线收发模块 ） 和供 电模块 （ 电池 ） 等组成． 监测区域是传感器节点获取采集信息的区域． 各传感器节点将监测区域 内的
１ 引 言
随着数字信息时代的到来 ， 有线通信在很大程度上被无线通信所取代 ， 射频通信技术也越来越多的融人 到我们的生活当中， 最近， 将这项技术用于无线数据传感网络是一个相当新的应用…． 随着无线射频通信技 术、 无线传感 网络技术和控制技术等多种先进技术广泛应用到温室 ， 温室种植环境得到了很大地改善 ， 本文 采用 Ｒ 无线通信技术设计了基于无线 Ｍ ｓ 传感网络的温室测控系统． Ｆ ｅ ｈ
信息传送到网络的汇聚节点 ， 汇聚节点不仅可 以与一般传感器节点一样采集 信息而且可以完成传感器网络与无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络数 据的传输 ， 很好的完成 了 无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络与无线传感网络的融合 ．
图 １ 无线传感网络体 系结构
收稿 日期 ：０ １０ ．７ ２ １ －６１
作者简介 ： 韩英梅 ， ， ８ 一 女 １ ４， ９ 硕士生 ； 研究方 向： 无线通信 ； ． ａ ：ａｍ ｉ ｅ ０ ３ ６ ．Ｏ ； Ｅ ｍ ｉ ｈｎ ｅ ｉ ０ ＠１ ３ Ｃｒ ｌ ｍ ２ ｎ 赵建平 ， ， ６ 一 男 １ ４， ９ 教授 ； 研究方 向： 无线通信 ； － ａ ： ｚａ＠ｍ ｉ ｑ ｕ ｅ ｕ ｃ ． Ｅ ｍ ｉ ｊ ｈｏ ａ ．ｆ ．ｄ ．ｎ ｌｐ ｌ ．
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图 ２ 系统整体 结构 图
图 ３ 无 线 Ｍｅｈ网络体 系结构 ｓ
网络 由随机 部署在 监测 区域 内的各 种 节点组 成 ， 能很好 的完成 数 据 的采 集 、 处理 和 可靠 传 输 ． 传感 器 节
（ 曲阜师范大学物理工程学院 ， ３ ６ ， ２ １ ５ 山东省 曲阜市 ） ７
旭
摘要： 提出的基于无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络的温室测控系统将当代新兴的无线 Ｍ ｓ ｅ ｈ网络和无线传感网络融合到
一
起， 详细设计 了温室测控系统 的网络架 构 、 无线 Ｍｅｈ网络所应 用到 的射频通 信技术 以及组 网的关键 网络 ｓ
第３ ８卷
第 １期
２１ ０ ２年 １月
曲 阜 师 范 大 学 Ｊｕｎ ｌ ｏ Ｑ ｆ Ｎ ｒ ａ ｏ ｒａ ｆ ｕｕ ｏｍ ｌ
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊｎ ０ ２ ａ ．２ １
基 于 无 线 Ｍｅｈ网络 的温 室测 控 系 统 的设 计 ｓ
韩英梅 ， 孔鲁 晓 ， 赵 建平 ， 董
８ ２
２ ３ 射频 通信 技术 ．
曲阜师范大学学报 （ 自然科学版）
２１ ０２丘
用于无线数据传输的常用通信技术有 ： 基于射频收发芯片的无线通信技术 ， 于 Ｇ Ｍ Ｃ Ｍ 基 Ｓ ／ Ｄ Ａ的无线通 信技术 ， 蓝牙技术 （ ｌ ｏｔ） ｗｉ ｉ Ｗｉｌ ｓ ｉ ｌｙ Ｂｕ Ｔｏ ， — （ ｒ ｅ ｄ ｉ 又称 为 ８２ １ｂ标 准 ） ｅ ｈ Ｆ ｅ ｓ Ｆ ｅｔ ０． ｌ 技术和 Ｚ ｂｅ ｉ ｅ 无线 通信技 ｇ 术＿ ． ３ 基于射频收发芯片的无线通信的性能与其它无线通信技术相 比， Ｊ 在允许 的工作频段内是功耗最低 、 成
本最低的技术 ， 另外 ， 射频通信可靠性高 、 通信距离远、 通信协议 的开发设计灵活性好 ， 因此系统设计采用射
频无 线通 信技 术来 完成 网络之 间 的数据 传输 ．
３ 无 线 Ｍｅ ｈ网络 的架 构 ｓ
个设备开关节点 ， 每三个温室安装一个路由节点 ， 整个系统安装一个总控制节点． 系统 的总体设计结构框 图