【TL73】毕业论文：基于CC2530的无线橘园环境监测系统设计.doc文档存档

根据农作物具有偏远分散易变多样等特点，将无线传感网络技术应用在相对发展较慢的农业，设计个低功耗的无线网络作物种植环境监测系统具有现实意义。

目前在无线局域网技术方面，比较流行的有标准标准家庭网络蓝牙标准及标准。

而满足低功耗低成本等要求的只有。

模块于体的微型传感器，以自组织方式构成的无线网络，其目的是协作地感知采集和处理网络覆盖区域中被监及供电控制电路终端节点软件设计应用数据协议设计及数据的发送控制指令设计及数据的接收路由节点设计基本路由算法路由参数修改网络拓扑参数修改发射功率修改路由深度网络容量修改协调器节点设计协调器硬件设计协调器软件运行流程网络拓扑设计无线网络的建立上位机监测软件设计串口通信实现类属性方法类实现串口通信实时数据显示网络拓扑图数据库访问树的遍历控件显示拓扑图数据曲线图控件控件实现数据绑定历史数据查询实验测试数据系统通信的稳定性测试节点功耗测试结论与展望参考文献附录应用层事件主要代码附录上位机主要事件处理函数致谢毕业设计成绩评定表前言课题的研究背景无线传感器网络，是由组随机分布的，集传感器数据处理单元和通信模块于体的微型传感层事件主要代码附录上位机主要事件处理函数致谢毕业设计成绩评定表前言课题的研究背景无线传感器网络，是由组随机分布的，集传感器数据处理单元和通信扑图数据库访问树的遍历控件显示拓扑图数据曲线图控件控件实现数据绑点设计协调器硬件设计协调器软件运行流程网络拓扑设计无线网络的建立上位机监测软件设计串口通信实现类属性方法类实现串口通信实时数据显示网络拓部分内容简介道模型橘园实验测试图表实验数据处理实验结论协议栈简介工程设置操作系统任务事件的添加任务事件的触发网络节点设计模块终端采集节点设计终端节点硬件设计稳压管及参考电压源外部传感器接口及供电控制电路终端节点软件设计应用数据协议设计及数据的发送控制指令设计及数据的接收路由节点设计基本路由算法路由参数修改网络拓扑参数修改发射功率修改路由深度网络容量修改协调器节点设计协调器硬件设计协调器软件运行流程网络拓扑设计无线网络的建立上位机监测软件设计串口通信实现类属性方法类实现串口通信实时数据显示网络拓扑图数据库访问树的遍历控件显示拓扑图数据曲线图控件控件实现数据绑定历史数据查询实验测试数据系统通信的稳定性测试节点功耗测试结论与展望参考文献附录应用层事件主要代码附录上位机主要事件处理函数致谢毕业设计成绩评定表前言课题的研究背景无线传感器网络，是由组随机分布的，集传感器数据处理单元和通信模块于体的微型传感器，以自组织方式构成的无线网络，其目的是协作地感知采集和处理网络覆盖区域中被监测对象的信息，并传送给信息获取者蒋勋，等，。

随着无线通信技术，微芯片制造等技术的进步，无线传感器网络作为种全新的信息获取和处理技术，凭借其自组织，无需布线低功耗低成本智能性强等特点，逐步地取代传统的静态固定拓扑网络安振华，等，。

以至无线传感器网络这个新生的技术被冠以各种头衔，被认为是将对世纪产生巨大影响的高新技术之。

技术综合了传感器技术嵌入式计算技术网络技术分布式信息处理技术和通信技术，在军事工业医疗交通环保农业等诸多方面有着巨大的应用价值史兵，等高峰，等，正受到各技术和军事强国越来越多的关注，被美国技术评论杂志选为未来种改变世界的新兴技术的第位。

目前，无线传感器网络在农业方面的应用集中在对果园或田间作物生长参数和环境因子的监测，部署的传感器节点通过无线的方式将果园或田间中探测的信息传送给服务器。

我国农业具有地域分散对象多样生物自身变异大环境因子不确定等特点，也是受环境影响最明显的领域，因此对环境与作物信息的监测显得十分重要。

现有的数据采集系统大多是采用人工的或预先布线的有线采集方式。

人工方式加大了工作量且难以保证数据的实时性和有效性采用有线数据采集的监测系统受地理位置物理线路和复杂环境因素的影响具有明显的局限性樊志平，等彭孝东，等，。

根据农作物具有偏远分散易变多样等特点，将无线传感网络技术应用在相对发展较慢的农业，设计个低功耗的无线网络作物种植环境监测系统具有现实意义。

目前在无线局域网技术方面，比较流行的有标准标准家庭网络蓝牙标准及标准。

而满足低功耗低成本等要求的只有。

技术简介技术作为种近距离低复杂度低功耗低速率低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

它依据标准，可协调数千个微小的传感器间的相互通信，可工作在全球流行欧洲流行和美国流行个频段上，分别具有最高和的传输速率，它的传输距离在的范围内，但可以继续增加。

协议与其他无线网络相比，突出的优点是组网能力强适应面广可靠性高和节能性好，这使得和无线传感器网络能够完美的结合在起。

技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化农业自动化和医疗护理等高强，等罗华，等，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。

目前，已逐渐成为了无线传感器网络的首选通信协议。

系统方案设计本系统主要由上位机监控单元和无线传感网络单元两部分组成，两部分之间通过进行数据通信。

如图所示。

上位机监控单元由上位机监控软件通过串口与无线传感网络中的协调器进行通信，获得网络中采集节点的传感器信息，并将数据进行处理，从而实现各采集节点的实时数据历史记录变化曲线的显示。

无线传感网络单元是基于无线模块建立的网络组成，采用协议栈。

运行协议栈的各节点之间，只要他们使用相同的信道和网络，且彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成个互联互通的网络，实现各节点间的数据通信。

目前市场上的射频收发芯片实际上只是个符合物理层标准的芯片，它只负责调制解调无线通讯信号，所以必须结合单片机才能完成对数据的接收发送和协议的实现。

而单芯片也只是把射频部分和单片机部分集成在了起，不需要额外的个单片机，它的好处是节约成本，简化设计电路，但这种中是否启用请求发送信号获取或设置每个字节的标准停止位数获取或设置串行端口输出缓冲区的大小获取或设置写入操作未完成时发生超时之前的毫秒数表类的常用方法方法名称说明关闭端口连接，将属性设置为，并释放内部对象打开个新的串行端口连接从输入缓冲区中读取从输入缓冲区中同步读取个字节从输入缓冲区中同步读取个字符直读取到输入缓冲区中的值直读取到输入缓冲区中指定的字符串已重载。

将数据写入串行端口输出缓冲区将指定的字符串和值写入输出缓冲区类实现串口通信设计目标为了获取网络中各节点的信息或是对网络中各节点进行控制，上位机需要设计串口读写事件，利用类实现串口数据的读写。

设计思路和流程图在类属性方法，可以看到类提供了些属性，便于对串口参数进行配置，另外也提供了许多的方法对串口进行读写操作，所以根据这些方法可以完成对串口数据的收发。

具体流程如图所示。

开始串口初始化，配置相应参数触发串口接收事件进行串口数据校验解析数据包根据数据包中的内容执行相应功能结束等待系统事件触发触发事件根据对应事件组装指令数据包使用方法进行串口数据发送触发串口发送事件使用和方法进行数据包的读取图串口数据收发设计流程具体步骤基于类，可以很容易的实现自己的串口通信，主要实现的步骤如下添加命名空间命名空间包含了控制串口重要的类，该类提供了同步和事件驱动的对管脚和中断状态的访问以及对串行驱动程序属性的访问，所以在程序代码起始位置需加入。

设置串口的通讯参数串口通讯最常用的参数就是通讯端口号及通讯格式波特率数据位停止位和校验位，类对分别用属性设置通讯中的端口号波特率数据位停止位和校验位，如图所示，本设计使用图中参数进行串口通信。

串口的打开和关闭类采用调用类的和方法打开关闭串口。

数据的发送在上位机些事件处理中，进行数据发送，数据帧的协议遵循协调器指令，然后调用类重载的和方法发送数据，其中可发送字符串并在字符串末尾加入换行符，本设计中使用方法进行串口数据发送。

采用事件进行数据接收事件在接收到了设置的字符个数或接收到了文件结束字符并将其放入了输入缓冲区时被触发。

在触发事件中通常会进行数据的接收处理，若接收的是定长的数据，则设为接收数据的长度，若接收数据的结尾是固定的字符或字符串则可采用的方法或在事件中判断接收的字符是否满足条件。

由于本设计中从协调器传输过来的数据包非定长接收数据结尾非固定但是为个校验数据帧，所以通过和的方法进行数据校验帧检测。

具体代码见附录。

图串口参数设置界面实时数据显示各个终端采集节点周期采集传感器数据，并将数据传到协调器，协调器获取信息后以定的数据协议将数据由传输到上位机，经过上述的串口通信过程，对数据包进行解包，根据数据协议，获取相对应的数据，进行处理后显示在文本控件中。

如图所示。

图数据实时显示网络拓扑图网络拓扑图，主要是上位机通过协调器向网络中所有节点进行广播，发出获取地址信息的指令，网络中各个节点接收到指令后见章节，将其父地址及其自身地址发送给协调器数据的发送见章节，上位机获取信息后，识别出是哪个节点发送的信息，然后将各个网络节点的地址及其父节点地址填入到如图所示的数据库的表中的相应位置，如图所示。

协调器为网络中的根结点，利用树的遍历算法，绘制出各节点间在网络中的拓扑关系。

图存储节点地址及其父地址的表数据库访问是开发的面向对象的数据库访问，是的后续技术，提供对等数据源的致访问李勇平，。

数据使用者可以通过来连接到这些数据源等，并检索操作和更新数据。

程序设计中使用对进行访问，如增加删除查找的操作，实现过程如下建立数据库连接对象对象