基于无线传感网络的太阳能LED路灯状态传感器节点的设计

作者：时间：2012-09-20 来源：网络收藏

LED灯头照度检测电路如图4所示。照度检测采用On9658集成传感器，传感器获取的信号经过放大器放大和滤波后输出到控制器JN5139的A/D转换接口。

LED灯头温度检测电路如图5所示。蓄电池温度采用SHT11集成温度传感器。

4 传感器节点的软件设计

4.1 软件系统的总体设计

软件系统的主要功能包括传感器数据采集与处理、无线收发和节点定位等，采用模块化设计。传感器数据采集与处理模块主要设置蓄电池状态信号的采集参数并控制采集；无线收发模块通过设置寄存器控制对命令或数据的接收和发送；节点定位模块对节点进行实时定位。传感器节点设计为全功能设备（FFD），同时具有路由功能，其程序流程图如图6所示。在任务队列中加入主任务进行数据采集、报警检测和自身能量检测并调用ZigBee发送任务；产生JN5139引脚中断时，CPU转去执行ZigBee接收中断服务程序。如果是采集命令，则立即执行数据采集和发送；如果是路由包，则立即执行路由更新。

4.2 节点定位算法设计[5]

节点采用基于接收信号强度指示定位算法实现的精确定位。已知发射节点的发射信号强度，接收节点根据收到信号的强度计算出信号的传播损耗，然后根据信号传播模型公式将传输损耗转化为距离，再利用三边测量法计算出未知节点的位置。在实际定位中，要保证未知节点处于3个以上发射信号强度和位置坐标已知的参考节点的通信范围内，未知节点根据接收信号强度计算出信号的传播损耗，进而计算出节点位置。

本文介绍了基于无线传感网络的高精度太阳能LED路灯状态传感器节点的设计，在实际测试过程中，系统运行稳定，测量结果符合实际，完全达到了对信号高精度的采集与无线传输，取得了较好的监测效果。该系统结合无线传感网络具有的低功耗、低成本和节点多等优势，在无线通信技术远距离、高可靠性等关键问题解决过程中的应用会越来越广泛。