基于无线通信的温度监测系统的设计
3.1 传感器节点的硬件设计
一个完整的传感器节点需要有小尺寸、低功耗，短距离通信的特点，因此一个传感器节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块组成。本系统的传感器节点硬件结构如图2所示。
图2 传感器节点硬件结构图
温度传感器采用DALLAS公司生产的DS18B20，DS18B20具有独特的单总线接口，只需一个接口引脚即可通信，并且多个DS18B20可以存在于同一条单线总线上，测量范围为- 55～125 ℃，以9位数字值方式读出温度，需要的外围器件很少，体积小，满足传感器节点的要求。
单片机ATmega16L是Atmel公司的基于AVR的增强型R ISC结构的极低功耗的8位CMOS微控制器。
Atmega16L数据吞吐率高达1M IPS/MHz，从而缓解了系统在功耗和处理速度之间的矛盾，有六种睡眠模式，并且在1MHz， 3V， 25 ℃时的功耗在正常模式是111mA，在空闲模式是0135mA，适合传感器节点的低功耗要求。
无线通信芯片采用Nordic公司的NRF905无线收发芯片。NRF905是一款工作在433 /868 /915频段上的可编程的单片射频收发器，体积小，外围电路简单，集成度高。NRF905可以自动完成处理字头和CRC (循环冗余码校验)的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码、解码，使用SP I接口与微控制器通信。其功耗非常低，以- 10 dBm的输出功率发射时电流只有11 mA，在接收模式时电流为1215 mA。最主要的特点是可以通过单片机编程给每片NRF905分配地址，地址宽度最多可达4字节。
传感器节点主要负责温度的采集和无线发送，传感器DS18B20将采集的数据发送给Atmega16L， At2mega16将数据通过SP I口发送给NRF905，再由NRF905将数据打包后发送给二级节点。
3.2 主控节点和二级节点硬件设计
主控节点和二级节点的硬件结构如图3所示，处理器都是采用了低功耗的单片机ATmenga16L，发射芯片采用Nordic公司的NRF905无线收发芯片，有区别的是主控节点通过RS232与监控计算机通信，主控节点收集的来自各个传感器节点的数据经简单处理后传送给监控计算机，监控计算机负责数据的保存和温度值的显示。
图3 二级节点和主控节点硬件结构
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