面向智能安全物流应用的无线传感器网络设计

到的40BIT信号处理得出温度、湿度的值,通过RF模块将数据发送给温湿度监控端。
温湿度监控端将RF模块接收到的数据传送给上位机做进一步的处理。此系统是点对点的传输,如果将发射端的节点增加,则变成了一个能同时处理多个集装箱温湿度实时监控的系统。
硬件设计的时候,我们采用了TI公司配套的Z—STACK 协议栈,因为单独开发RF通讯协议需要较长的开发周期,而TI公司提供的协议栈已经能够实现温湿度实时监控的目的。但该通讯协议有一个缺点是写程序的时候不知道它的内核,因而会出现一些不兼容情况,需要反复调试程序。
智能监测终端节点设计的主要技术指标:(1)电源:+5V,抗干扰能力脉冲110V;(2)工作温度: -20℃～+70℃;(3)模块具有互换性,可方便拆卸; (4)监控平台能管理的节点数量不限;(5)低功耗的要求,连续运行时间2-3年;(6)防爆等级:符合国家IIB级防爆要求。
3.2 主要模块工作流程
图2为温湿度采集端程序流程图

用户查询模块的功能是给用户提供了一个良好的查询平台,用户可以通过手机向终端发送一条查询短信,终端会将当前的温湿度数据以及集装箱稳定情况发回到用户手机上,这样用户可以在任何时候任何地方查询集装箱的具体情况,进行远程的实时监控。

3.3 硬件模块主要程序
本文的硬件系统采用高效的C语言编程,发送模块主要程序如下:
/*---RF传输配置---*/
basicRfConfig.panId = PAN_ID;
basicRfConfig.channel = RF_CHANNEL;
basicRfConfig.ackRequest = TRUE;
#ifdef SECURITY_CCM
basicRfConfig.securityKey = key;
#endif
/*---配置完成---*/
halBoardInit();//初始化RF
if(halRfInit()==FAILED)
{HAL_ASSERT(FALSE);}
halLcdClear();//初始化完毕
setmainclock(0);//设置主频
initWDT();//启动看门狗
RFsenddata();//接收数据并传给电脑
接收模块核心程序如下:
/*---RF传输配置---*/
basicRfConfig.panId = PAN_ID;
basicRfConfig.channel = RF_CHANNEL;
basicRfConfig.ackRequest = TRUE;
#ifdef SECURITY_CCM
basicRfConfig.securityKey = key;
#endif
/*---配置完成---*/
halBoardInit();//初始化RF
if(halRfInit()==FAILED)
{HAL_ASSERT(FALSE);}
halLcdClear();//初始化完毕
RFrecdata();//接收并处理数据
3.4 监控系统设计
为了便于现场调试和测试系统的稳定性及性能,本文基于功能强大的VS2008设计了上位机系统软件。图5和图6分别是系统流程图及WEB监控系统流程图。

4 结束语
本文基于CC2530射频模块、GSM模块设计了用于智能安全集装箱应用的智能无线传感器系统,现场的监控系统可以方便系统的现场监控及调试。将温湿度信息通过GSM模块可传输到指定手机用户,大大方便了集装箱状态信息的监控。后续工作是基于开发的无线传感器节点,研究大规模集装箱监控系统的设计,以便实现产业化应用。

参考文献:
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[4] GF Wei,J Yu.ZA Tang,SQ ZHOU.A Novel Tank Monitor for Transporting Hazardous Chemicals[C].The 3rd International Conference on Environmental Science and Technology in Houston,Texas,the United States of America (USA),August 6-9,2007.
[5] 王洁,石红丽,瞿小玲.基于射频识别的无线传感网节点设计研究[J].电子设计工程.2011,19(5):174-176.
[6] 孙行行,卢伟,钱宇宁,严如强.一种新型节能无线传感节点的设计与组网[J].南京信息工程大学学报(自然科学版).2011,3(5):391-397.