基于無線通信的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計

　　系統(tǒng)中所有的節(jié)點都工作在同一信道，同一時刻只能有兩個節(jié)點通訊，并且只有在主節(jié)點對某一節(jié)點有數(shù)據(jù)要求時通信才會連接，其他時間雙方都處于未連接狀態(tài)，通訊協(xié)議的實現(xiàn)有效避免了數(shù)據(jù)的沖突，降圖4　主節(jié)點程序流程圖低了系統(tǒng)功耗。

圖4　主節(jié)點程序流程圖

　　5　軟件設(shè)計

　　遵循通信協(xié)議，本系統(tǒng)的軟件程序主要包括主節(jié)點的程序設(shè)計，二級節(jié)點的程序設(shè)計和底層傳感器的程序設(shè)計。主節(jié)點程序負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)請求命令都是由主控節(jié)點發(fā)出，數(shù)據(jù)的匯總最后也都是有主控節(jié)點完成。二級節(jié)點程序在整個系統(tǒng)起中轉(zhuǎn)作用，底層傳感器程序只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和發(fā)射。遵循通信協(xié)議，在進(jìn)行各節(jié)點的程序設(shè)計時系統(tǒng)要有一個統(tǒng)一的規(guī)劃，系統(tǒng)為除了主節(jié)點外的每個NRF905 模塊都分配一個不同的地址，整個系統(tǒng)共有220個NRF905模塊，對應(yīng)了220個地址，地址的配置是實現(xiàn)整個通訊協(xié)議的關(guān)鍵。NRF905通訊的特點是兩個NRF905模塊必需具有相同的頻段和地址才能通訊成功，這200多個具有不同地址的模塊要通訊成功必須嚴(yán)格遵守軟件流程，并且除了主節(jié)點以外其他各個節(jié)點在開機(jī)的時候NRF905都被配置一個唯一的地址，且置為接收模式。

　　主節(jié)點程序設(shè)計是整個通訊的關(guān)鍵，二級節(jié)點的軟件設(shè)計思想和主節(jié)點程序設(shè)計相同。主節(jié)點程序流程圖如圖4所示，主節(jié)點控制器初始化NRF905模塊，配置NRF905的地址為二級節(jié)點1的地址，主控制器置NRF905為發(fā)射模式，發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，因為主節(jié)點配置的是二級節(jié)點1的地址，主節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，只有二級節(jié)點1能夠收到，其它二級節(jié)點接收不到，實現(xiàn)了點對點的通信。主節(jié)點發(fā)送完畢數(shù)據(jù)請求命令后，進(jìn)入等待狀態(tài)1，接收來自二級節(jié)點的應(yīng)答消息，收到應(yīng)答消息后結(jié)束等待狀態(tài)1，進(jìn)入等待狀態(tài)2，接收來自二級節(jié)點的數(shù)據(jù)包，收到數(shù)據(jù)包后結(jié)束等待狀態(tài)2。節(jié)點進(jìn)入等待狀態(tài)后若是沒有收到來自二級節(jié)點的應(yīng)答信息或數(shù)據(jù)包都會延時一定時間自動結(jié)束等待。主節(jié)點控制器重置NRF905的地址為二級節(jié)點2的地址，重復(fù)上述過程，每采集完一個二級節(jié)點的數(shù)據(jù)包后，主節(jié)點控制器都要重置NRF905的地址為下個二級節(jié)點地址，如此循環(huán)直到采集完整個二級節(jié)點的數(shù)據(jù)，主控制器通過串口傳送所有數(shù)據(jù)給監(jiān)控主機(jī)，傳送完畢后主控制器重新配置NRF905的地址進(jìn)行下一輪數(shù)據(jù)的采集。按照上述流程，主節(jié)點控制器要存放20個二級節(jié)點的地址，這是輪詢通信的關(guān)鍵。

　　6　結(jié)束語

　　本文給出了一種具有兩層簇狀結(jié)構(gòu)的無線通信的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，通信協(xié)議簡單可靠，系統(tǒng)吸取了傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點又不需要考慮類似傳感器網(wǎng)絡(luò)中的建網(wǎng)設(shè)計，大大降低了能量消耗。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單體積小，可以廣泛應(yīng)用在大棚溫室測溫、糧庫溫度監(jiān)測、電力開關(guān)測溫等領(lǐng)域。