精準農業(yè)無線傳感器網絡

MSP430F149通過I／O口對SHT10的配置操作以及兩者間的數據通信，采用模擬串行方式對CC1000芯片進行配置操作、設置無線傳輸模塊的收發(fā)頻率、發(fā)送功率、數據速率等參數，采用中斷方式，對CC1000寫入待發(fā)送的數據或讀出接收到的數據。
2)光照傳感器節(jié)點硬件設計
選用TSL230B作光照強度傳感器，采集農田作物的光照情況，硬件原理圖如圖4所示。

MSP430F149通過I／O口對TSL230B進行配置操作，通過P1．1讀取芯片的輸出信號，計算頻率值，并通過換算，獲得最終的光照值。
3)傳感器節(jié)點軟件設計
上電后，進行系統(tǒng)初始化。然后，節(jié)點進行判斷，若節(jié)點為新節(jié)點，則進行申請入網操作。若不為新節(jié)點，則操作傳感器模塊進行數據采集，并與上一周期采集數據進行比較，若相同則丟棄，直接進入下一步，若不同，則記錄該數據。若檢測電量周期超時，則啟動ADC模塊進行低電量監(jiān)測，若達到門限值，則標記告警數據幀。如果當前周期內，傳感器節(jié)點有數據幀或告警數據幀需要發(fā)送，則等待兩個信標幀的時長接收一幀信標幀，然后關閉無線傳輸模塊進入LPM3低功耗狀態(tài)，延時一段時間到規(guī)定時隙發(fā)送數據，完成后再進入低功耗狀態(tài)等待下一周期。傳感器節(jié)點主程序流程圖如圖5所示。

4 匯聚節(jié)點設計與實現
1)匯聚節(jié)點硬件設計
選用高性能的ARM處理器LM3S6918設計匯聚節(jié)點，無低功耗要求，該節(jié)點硬件主要有時鐘模塊、射頻模塊、外部存儲模塊、電源模塊、串口模塊、看門狗及復位電路、LCD顯示模塊等模塊組成。匯聚節(jié)點的硬件結構如圖6所示。

當匯聚節(jié)點進行數據上傳及存儲時，要記錄當前的時間信息，選用PCF8563作實時鐘芯片，MCU通過I2C控制該芯片，由鋰電池為實時時鐘提供后備電源，采用CN3052A芯片控制鋰電池的充電過程。LM3S6918提供2個全雙工同步／異步串口，擴展成一個RS232和一個RS485，分別用于連接顯示設備和GPRS模塊。