超低功耗粮仓无线实时监测系统设计

2 验证实验
2．1 数据可靠性验证
实验设备包括5个电子温度计，5个具备无线收发功能的节点，1个具备无线收发功能且具有串口通信功能的汇聚节点以及1台运行有数据采集管理软件的PC机。将5个节点置于室内不同位置，两两之间距离大于10 m，并在每个节点旁边放置1个电子温度计。启动设备并记录实验数据如表1所示。
因为DS18bB20的测量精度为0．5℃，而且电子温度计本身的测量值与实际的室温有一定偏差，而且在粮仓中只要不出现较大的温度偏差是可以接受的，所以可以认为这个系统测量的数据是可靠的。
2．2 电池续航能力验证
为验证节点能够正常工作的时间，设计了如下实验。实验设备包括5个具备无线收发功能的传感器节点，一个具备无线收发功能且具有串口通信功能的汇聚节点以及一台运行有数据采集管理软件的PC机。为每个节点提供9 V的电池供电，将三个节点放到室内不同的位置，两两之间距离大于10 m，运行系统，设定传感器节点每分钟进行一次温度测量并进行数据发送。
系统开始工作后，记录经测量这五个节点温度采集次数如表2所示。

从表中可以得到虽然节点在电池组电压只有4 V的时候停止工作，但是节点的平均工作时间仍然达到4 564．8次，如果忽略节点处于休眠期间的能量损耗，延长温度采集间隔及每小时进行一次温度采集，平均工作时间将为190．2天。

3 结论
本文通过分析当前有线网络传输在粮仓温度监测领域存在的问题，设计了用于粮仓温度实时监测的超低功耗无线传感网络系统，其中包括节点、温度传感器模块、无线通信模块以及通信协议的超低功耗设计。最后对传感节点做了验证试验，试验结果表明传感节点符合粮仓实时无线监测系统的设计要求，具有使用采集信息可靠性高、超低功耗工作的特点。
虽然这个无线传感实时监测系统符合设计的要求，但是还是存在一些问题，只适应于传感器节点个数小于60的粮仓，当节点数目大于60个时，需要改变时隙的长度，并且节点有可能处于通信范围外围或边缘，影响通信质量，当出现上述情况的时候就需要设置中继节点并对通信协议进行适当的修改。