基于CC2430的温室智能无线传感器节点设计

温室生产 精准控制 和无人 化管理 ， 达到增 产 、 高效和
规 模 化发 展 的 目的 。创 新 点 在 于采 用 模 块 化 结 构 ， 用
数字式传感器和低功耗高集成度的 Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０芯片来设
计节点 ， 低成本 ， 低功耗 ， 智能性高。
息获取 技术 ， 以使人们 在绝 大多数地点 、 可 任何 时 间
２ｌ ０ １年 ６月
农 机 化 研 究
第 ６期
基 于 Ｃ ４ 的 温 室 智 能 无 线 传 感 器 节 点 设 计 Ｃ２ ０ ３
章伟 聪 ， 梁
．
越 ， 俞 新 武
３ ５Ｏ １ １ ０）
（ 江 万 里 学 院 ，浙 江 宁 波 浙
摘
要 ：针 对 温 室 环境 数 据 信 息 监 控 的 特点 ， 计 和 开 发 了一 种 能 够监 测 温 湿 度 的无 线 智 能 传 感 器 节 点 。 采 用 设
中图分类号 ：Ｔ ２ ２ １ ； １ ６ Ｐ １ ．１Ｓ ２ 文 献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ １ ８ ２ １ ） ６一Ｏ ５ Ｏ ０ ３— ８ Ｘ（ ０ １ ０ １ ９一 ４
０ 引 言
无线传感器 网络是近年来 随着无线通信 、 嵌入式 系统 、 网络等技术 的快速发展而 出现的一种 全新 的信
领域 。
数据转换。处理器模 块和无线通信模块 采用 Ｃ ２ ３ Ｃ４０
芯片 ， 大 简 化 了射 频 电 路 的设 计 。 能 量 供 应 模 块 由 大
近 年来 ， 随着 电子 、 算 机 、 信 和 自动 控 制 等 技 计 通
术在农业中的逐步应用 ， 室在现代化农业生产 中的 温
用数 字 传感 器 Ｓ Ｔ １ 负 责 监 测 区域 内的 信 息 采 集 和 Ｈ １，
署在监测 区域内大量廉价 的微 型传感器节点组成 ， 通 过无线通信方式形成一个多跳 的 自组 织的 网络 系统 ， 其 目的在于协作地感 知、 采集和处理 网络覆盖 区域 中 被感 知对象的信息 ， 并发送给观察者 。作为一 种全新 的信 息获取 技术 ， 无线传感 器 网络凭 借低功耗 、 成 低 本、 高可靠性 和高通信率 等特点 ， 已逐渐 渗透 到农 业
可 编 程
度等是影 响作物生长 的主要参数 。为此 ， 文温湿度 本 传感器采用 瑞 士数 字传 感器 Ｓ Ｔ １ Ｈ １ Ｈ １ 。Ｓ Ｔ １是 瑞 士
Ｓｎｉｏ 司 推 出 的 基 于 Ｃ ＳｎＴ 技 术 的新 型 数 ｃｓｉｎ公 ｒ ＭＯ ｅｓＭ
器， 使用 个 ８位
和 的
（ １ ， 有 ）具
应 用 规 模 逐 渐 扩 大 Ｊ 温 室 行 业 的 发 展 更 加 重 视 植 。
２ １５ 个 ．Ｖ干 电池组成 ， 负责 为系统提供能量 ， 整个节
点 硬 件 原理 框 图如 图 １所 示 。
物生理信息的采集和监控 ， 即根据植 物的生长情况 调 节 其 生 长环 境 ， 可 以检 测 到 环境 变化 后 植 物 的生 长 并 状况 ， 以便使调控功能更科 学 。温室环境参数 的监 Ｊ 测和采集则 是 实现 其 生产 自动 化 、 高效 化 的关 键环 节 。传统 的温室数据采集 系统采用 有线通讯方式 ， 布 线十分复杂 ， 电子检测机构安 困难 ， 维护工 作量大。 本文结合温室特点 ， 设计 的传感器节点能对 温室环境 及土壤中的温湿度 等环境 因子进行综合监控 ， 以实现
多 种 环 境条 件 下 获 取 大 量详 实 而 可 靠 的信 息 ， 军 事 在 和 环 境 监 测 等 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 潜 力 ¨ 。它 由部
１ 节点 的总体 结构设计
传感器 网络节点是无线传感器 网络的基本构成单 位， 主要 负责对周 围信息 的采集和处 理 ， 发送 自己 并 采集 的数据 给相邻节点 ， 或将 相邻节点发过来 的数 据 转发给汇 聚节点 或更靠 近汇聚节 点 的节点。无线传 感器 网络 的节 点通 常 由传感器模块 、 处理器模块 、 无 线通信模 块 和 电源模 块构成 。本 文数据 采集模 块采
收稿 日期 ：２１ －１ １ ００ ０－ ７ 图 １ 无线传感器节点硬件组成原理框 图
基项 ‘ ０４ 波‘ 科资 （９１３ ２ 节 件 金 目言市８６； 市然 学金２省０ 目２校发宁 （高研 自 ０５ Ｙ ０２ ） Ａ育） ６７； ０ 教厅 江 １ ０ ｌ 硬ｌ 计 － ｌ “ ‘ 点 设 创 作简 ： 伟 （ 一 女 ， 江 宁 波 人 ， 新 ， ＋ｒ一 ２。 戢 据 集＿ 者介章 聪 ） 浙 ： 教 楞稀 ，（Ｅ 副 授 硕 士 ． 碥 采 模 １ 不 采１ 块 数 副 一 夭
集 射 频 与微 控 制 器 于 一 体 的 Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０作 为 Ｚ Ｂｅ 线 网 络 节 点 的 核 心 器 件 ， 感 器 采 用 Ｓ Ｔ １数 字 温 湿 传 感 ｉ ｅ无 ｇ 传 Ｈ１
器 ， 绍 了无线 传 感 器 节 点 的 硬件 设 计 原 理 、 成 及 软 件 实施 流程 等 。经 测试 ， 设计 的 节 点 成 本 低 廉 ， 介 组 所 功耗 低 ， 并 拥有 简单 而 灵 活 的 通信 网络 协 议 ， 合 在 温 室 、 棚 和精 细 农 业 等 领 域 推 广应 用 。 适 大 关 键 词 ：温 室 ；传感 器节 点 ；无 线 网 络 ；Ｃ ２ ３ Ｃ ４ ０；Ｓ Ｔ１ Ｈ １
作者筒 介 ． Βιβλιοθήκη １ ７ ９ １，ｍｉｚｅｏ ＠１３ ｍ。 ａ） ｉｎ ６… ｌ ｗｃ ｇ
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温 室环 境 中 空 气 温 度 、 度 、 表 温 度 或 水 表 温 湿 地
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２１ ０ １年 ６月
农 机 化 研 究 片， 它整 合 了
第 ６期 射 频 （ ） 端 、 存 和 微 控 制 前 内