基于ZigBee无线传感器网络的智能仓储节点设计
在与PC机通信时为了数据能够及时收发,降低能耗,需要在程序中增加采用中断方式的UARTO处理函数,再通过串口写函数HaUARTWrite()在上位机上显示接收到的信息。
3.2 终端节点软件设计
终端节点需要在应用层添加SennorApp ProcessEvent处理函数,使节点具有数据采集和无线数据传输的功能,传感器节点工作流程如图3所示。终端节点需上电后立即搜寻并请求加入网络,直接在ZB_ENTRY_EVENT事件的处理中执行zb_StartRequest(),新插入的节点必须通过已存在网络中的全功能设备(包括路由器和协调器)才能成功进入网络,在通信范围内的全功能设备会响应请求加入网络的数据包,然后为该节点分配一个唯一的网络地址。然后进入“睡眠-唤醒采集数据-睡眠”低功耗工作模式,其中通过编写void myApp_Measure()函数来采集并发送数据。
4 节点的能耗分析
能耗是无线传感器网络的重要指标,决定网络的使用寿命。为了降低整个网络的综合能耗,本设计中终端设备节点采用“睡眠-唤醒采集数据-睡眠”低功耗工作模式。
下面对网络节点的电池寿命进行了评估。测试中节点使用两节1.5V的南孚电池供电。如果使节点每15min进行一次数据采集的话,那么一次工作循环的能耗应为节点采集一次数据发送的能量(35.58mAh)加上睡眠时的能耗(360 μAh),试验中3V电池电压下工作,电量大约是2200mAh,经实际测试节点上CC2530模块最低电压供电量为2.0V,传感器模块中湿度传感器的最低工作电压为2.4V,因此节点的最低供电电压应为2.4V。根据文献中介绍的能耗估算方法可知:电池能提供约为440mAh的电量使得节点有效工作,经计算得一个传感器节点可以有效工作44519次,工作时间约为1.27年。
5 结论
基于CC2530的ZigBee技术的智能仓储系统可以对目标区域内温度、湿度等环境参数进行无线远程采集与管理,开发成本低,能量消耗低,并且安装维护比较简单,只需一次安装就可以长期使用,具备了传统仓储管理无法比拟的优势,较好地解决了传统仓储管理中设备复杂、效率低下等问题。
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