超低功耗糧倉無線實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2 驗證實驗
2．1 數(shù)據(jù)可靠性驗證
實驗設(shè)備包括5個電子溫度計，5個具備無線收發(fā)功能的節(jié)點，1個具備無線收發(fā)功能且具有串口通信功能的匯聚節(jié)點以及1臺運行有數(shù)據(jù)采集管理軟件的PC機。將5個節(jié)點置于室內(nèi)不同位置，兩兩之間距離大于10 m，并在每個節(jié)點旁邊放置1個電子溫度計。啟動設(shè)備并記錄實驗數(shù)據(jù)如表1所示。
因為DS18bB20的測量精度為0．5℃，而且電子溫度計本身的測量值與實際的室溫有一定偏差，而且在糧倉中只要不出現(xiàn)較大的溫度偏差是可以接受的，所以可以認為這個系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)是可靠的。
2．2 電池續(xù)航能力驗證
為驗證節(jié)點能夠正常工作的時間，設(shè)計了如下實驗。實驗設(shè)備包括5個具備無線收發(fā)功能的傳感器節(jié)點，一個具備無線收發(fā)功能且具有串口通信功能的匯聚節(jié)點以及一臺運行有數(shù)據(jù)采集管理軟件的PC機。為每個節(jié)點提供9 V的電池供電，將三個節(jié)點放到室內(nèi)不同的位置，兩兩之間距離大于10 m，運行系統(tǒng)，設(shè)定傳感器節(jié)點每分鐘進行一次溫度測量并進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
系統(tǒng)開始工作后，記錄經(jīng)測量這五個節(jié)點溫度采集次數(shù)如表2所示。

從表中可以得到雖然節(jié)點在電池組電壓只有4 V的時候停止工作，但是節(jié)點的平均工作時間仍然達到4 564．8次，如果忽略節(jié)點處于休眠期間的能量損耗，延長溫度采集間隔及每小時進行一次溫度采集，平均工作時間將為190．2天。

3 結(jié)論
本文通過分析當前有線網(wǎng)絡(luò)傳輸在糧倉溫度監(jiān)測領(lǐng)域存在的問題，設(shè)計了用于糧倉溫度實時監(jiān)測的超低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中包括節(jié)點、溫度傳感器模塊、無線通信模塊以及通信協(xié)議的超低功耗設(shè)計。最后對傳感節(jié)點做了驗證試驗，試驗結(jié)果表明傳感節(jié)點符合糧倉實時無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計要求，具有使用采集信息可靠性高、超低功耗工作的特點。
雖然這個無線傳感實時監(jiān)測系統(tǒng)符合設(shè)計的要求，但是還是存在一些問題，只適應(yīng)于傳感器節(jié)點個數(shù)小于60的糧倉，當節(jié)點數(shù)目大于60個時，需要改變時隙的長度，并且節(jié)點有可能處于通信范圍外圍或邊緣，影響通信質(zhì)量，當出現(xiàn)上述情況的時候就需要設(shè)置中繼節(jié)點并對通信協(xié)議進行適當?shù)男薷摹?/p>