基于无线通信的温度监测系统的设计

系统中所有的节点都工作在同一信道，同一时刻只能有两个节点通讯，并且只有在主节点对某一节点有数据要求时通信才会连接，其他时间双方都处于未连接状态，通讯协议的实现有效避免了数据的冲突，降图4　主节点程序流程图低了系统功耗。

图4　主节点程序流程图

　　5　软件设计

　　遵循通信协议，本系统的软件程序主要包括主节点的程序设计，二级节点的程序设计和底层传感器的程序设计。主节点程序负责整个系统的协调工作，系统的数据请求命令都是由主控节点发出，数据的汇总最后也都是有主控节点完成。二级节点程序在整个系统起中转作用，底层传感器程序只负责数据的采集和发射。遵循通信协议，在进行各节点的程序设计时系统要有一个统一的规划，系统为除了主节点外的每个NRF905 模块都分配一个不同的地址，整个系统共有220个NRF905模块，对应了220个地址，地址的配置是实现整个通讯协议的关键。NRF905通讯的特点是两个NRF905模块必需具有相同的频段和地址才能通讯成功，这200多个具有不同地址的模块要通讯成功必须严格遵守软件流程，并且除了主节点以外其他各个节点在开机的时候NRF905都被配置一个唯一的地址，且置为接收模式。

　　主节点程序设计是整个通讯的关键，二级节点的软件设计思想和主节点程序设计相同。主节点程序流程图如图4所示，主节点控制器初始化NRF905模块，配置NRF905的地址为二级节点1的地址，主控制器置NRF905为发射模式，发送数据请求命令，因为主节点配置的是二级节点1的地址，主节点发送数据请求命令，只有二级节点1能够收到，其它二级节点接收不到，实现了点对点的通信。主节点发送完毕数据请求命令后，进入等待状态1，接收来自二级节点的应答消息，收到应答消息后结束等待状态1，进入等待状态2，接收来自二级节点的数据包，收到数据包后结束等待状态2。节点进入等待状态后若是没有收到来自二级节点的应答信息或数据包都会延时一定时间自动结束等待。主节点控制器重置NRF905的地址为二级节点2的地址，重复上述过程，每采集完一个二级节点的数据包后，主节点控制器都要重置NRF905的地址为下个二级节点地址，如此循环直到采集完整个二级节点的数据，主控制器通过串口传送所有数据给监控主机，传送完毕后主控制器重新配置NRF905的地址进行下一轮数据的采集。按照上述流程，主节点控制器要存放20个二级节点的地址，这是轮询通信的关键。

　　6　结束语

　　本文给出了一种具有两层簇状结构的无线通信的温度监测系统，通信协议简单可靠，系统吸取了传感器网络的特点又不需要考虑类似传感器网络中的建网设计，大大降低了能量消耗。系统的结构简单体积小，可以广泛应用在大棚温室测温、粮库温度监测、电力开关测温等领域。