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摘要为实现对鸡舍环境中温湿度、二氧化碳和氨气浓度的实时监测,设计了基于UTC4432的无线传感器网络的节点模块。该模块是以无线透传模块UTC4432为收发模块,传感器将采集的数据信息传送给主控芯片STM32进行处理,再经无线模块发送给主节点,实现数据的监测和发送。该节点模块具有体积小、功耗低、实时性强等特点,同时具有很好的适用性,发展前景广阔。
关键词无线传感器网络;UTC4432;STM32;鸡舍环境监测
中图分类号S126文献标识码A文章编号0517-6611(2014)15-04901-03
目前,在现有的环境监测设备中,主要采用有线的方式,因其具有良好的实时性和安全性。作为国内外的热门技术,无线传感器网络也越来越得到人们的关注,运用到环境监测中的无线传感器网络技术也越来越多。如运用面很广的基于ZigBee[1-3]的无线模块,因其传输距离远和组网规模大而得到很好的利用,也有基于CC2420[4]无线模块和nRF24L[5]无线模块的,在国外现有比较典型的无线模块节点有美国DARPA支持下开发的Smart Dust和NEST项目开发的Telos节点,以及美国加州大学Berkeley分校的Mica系列节点[6]。在该研究中节点的设计上,采用微处理器STM32为处理器,UTC4432为无线模块作为节点,从而对环境进行监测,及时掌握环境变化。
1系统整体结构
无线传感器节点的各部分组成结构如图1所示。在该模块的节点设计中,采用了ST(意法半导体公司)的144位嵌入式微控制处理器STM32F103RCT6[7-8]。STM32芯片在各方面都表现优异,包括外设、功耗控制、成本,同时具有较好的稳定性,能适应一些恶劣的环境。在与UTC4432进行通信时,不需要进行SPI配置,可直接进行数据信息传输;采用UTC4432为无线收发模块,该模块是工作于430~450 MHz免费ISM频段,适合多节点的特殊场合,当需要多节点进行通信时,该模块具有很好的适用性;对传感器模块,主要采用数字式的温度传感器和模拟量输出的CO2和NH3传感器,该模块不用进行比较复杂的程序书写;电源模块的作用是将电压稳定在3.3、5.0和6.0 V。
4结论
随着鸡舍养殖环境的变化,对养殖环境的监测提出了更高的要求。集成电路和无线通信在各个领域的运用也越来越广泛[11],无线传感器检越来越受到人们的喜爱。利用以UTC4432为基础的无线模块解决了鸡舍环境监测中存在的监测区域小、数据采样率低、工作量大、成本投入大的缺点[12],具有广阔的运用前景,适合绝大多数环境监测中信息采集的需要。在整个设计过程中,按照设计要求基本实现了目标,但也存在着不少问题,如电路设计缺少经验,射频知识掌握不多,没有采用先进的表面贴片封装天线,减小体积,设计更小的板子。但总体来讲,基本上达到了目标。
参考文献
[1] 唐家辉.基于ZigBee协议的无线传感器网络节点的设计[D].沈阳:东北大学,2008.
关键词无线传感器网络;UTC4432;STM32;鸡舍环境监测
中图分类号S126文献标识码A文章编号0517-6611(2014)15-04901-03
目前,在现有的环境监测设备中,主要采用有线的方式,因其具有良好的实时性和安全性。作为国内外的热门技术,无线传感器网络也越来越得到人们的关注,运用到环境监测中的无线传感器网络技术也越来越多。如运用面很广的基于ZigBee[1-3]的无线模块,因其传输距离远和组网规模大而得到很好的利用,也有基于CC2420[4]无线模块和nRF24L[5]无线模块的,在国外现有比较典型的无线模块节点有美国DARPA支持下开发的Smart Dust和NEST项目开发的Telos节点,以及美国加州大学Berkeley分校的Mica系列节点[6]。在该研究中节点的设计上,采用微处理器STM32为处理器,UTC4432为无线模块作为节点,从而对环境进行监测,及时掌握环境变化。
1系统整体结构
无线传感器节点的各部分组成结构如图1所示。在该模块的节点设计中,采用了ST(意法半导体公司)的144位嵌入式微控制处理器STM32F103RCT6[7-8]。STM32芯片在各方面都表现优异,包括外设、功耗控制、成本,同时具有较好的稳定性,能适应一些恶劣的环境。在与UTC4432进行通信时,不需要进行SPI配置,可直接进行数据信息传输;采用UTC4432为无线收发模块,该模块是工作于430~450 MHz免费ISM频段,适合多节点的特殊场合,当需要多节点进行通信时,该模块具有很好的适用性;对传感器模块,主要采用数字式的温度传感器和模拟量输出的CO2和NH3传感器,该模块不用进行比较复杂的程序书写;电源模块的作用是将电压稳定在3.3、5.0和6.0 V。
4结论
随着鸡舍养殖环境的变化,对养殖环境的监测提出了更高的要求。集成电路和无线通信在各个领域的运用也越来越广泛[11],无线传感器检越来越受到人们的喜爱。利用以UTC4432为基础的无线模块解决了鸡舍环境监测中存在的监测区域小、数据采样率低、工作量大、成本投入大的缺点[12],具有广阔的运用前景,适合绝大多数环境监测中信息采集的需要。在整个设计过程中,按照设计要求基本实现了目标,但也存在着不少问题,如电路设计缺少经验,射频知识掌握不多,没有采用先进的表面贴片封装天线,减小体积,设计更小的板子。但总体来讲,基本上达到了目标。
参考文献
[1] 唐家辉.基于ZigBee协议的无线传感器网络节点的设计[D].沈阳:东北大学,2008.