基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的糧情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
為了節(jié)省電池能量，必須降低常態(tài)模式下節(jié)點(diǎn)的電流消耗。對(duì)于簇頭路由節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其主要仟?jiǎng)?wù)就是喚醒感測(cè)器節(jié)點(diǎn)并把感測(cè)器節(jié)點(diǎn)采集的有效數(shù)據(jù)發(fā)送到管理節(jié)點(diǎn)上。因此在絕大多數(shù)時(shí)間按內(nèi)，將節(jié)點(diǎn)的射頻通信模塊(RF)和微控制器模塊(MCU)置于最低能耗的休眠模式是非常必要的；對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，除了射頻通信模塊和微控制器模塊，還帶有傳感器裝置，以及為傳感器裝置提供能量的電源調(diào)理模塊。在RF與MCU模塊處于極低能耗的休眠狀態(tài)時(shí)，還應(yīng)該將傳感器相關(guān)的模塊完全關(guān)斷，只有在感測(cè)器節(jié)點(diǎn)真正工作時(shí)，才把這些設(shè)備上電、初始化。
簇頭路由節(jié)點(diǎn)本身處于低能耗“Listen-Sleep-Listen”機(jī)制時(shí)要被管理節(jié)點(diǎn)喚醒，因此采用的是4．8 kbps的波特率進(jìn)行通信。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，當(dāng)前導(dǎo)碼為5個(gè)字節(jié)、有效載荷為3個(gè)字節(jié)時(shí)，發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所耗時(shí)間約為21 ms。同理，只有使1003節(jié)點(diǎn)的偵測(cè)窗口開至50 ms時(shí)，才能保證兩個(gè)數(shù)據(jù)包的完整覆蓋。
簇頭節(jié)點(diǎn)的低能耗模式流程圖如圖5所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/160000.htm
傳感器節(jié)點(diǎn)的工作周期設(shè)定為5 s，5 s中的4．995 s處于低能耗的休眠狀態(tài)，剩余的5 ms偵聽信道0，如果有自己的喚醒命令，就不再休眠，如果沒(méi)有，就繼續(xù)休眠。傳感器節(jié)點(diǎn)(1001節(jié)點(diǎn))與簇頭路由節(jié)點(diǎn)的通信波特率是115．2 kbps，即傳感器節(jié)點(diǎn)每秒可以發(fā)送115 200個(gè)二進(jìn)制位。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，當(dāng)前導(dǎo)碼為5個(gè)字節(jié)、有效載荷為26個(gè)字節(jié)時(shí)，發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀所耗時(shí)間約為1．83 ms。當(dāng)偵聽窗口為5 ms時(shí)，至少可以保證有兩個(gè)喚醒命令幀被傳感器節(jié)點(diǎn)捕獲的到，系統(tǒng)中作此設(shè)計(jì)，正是增強(qiáng)通信魯棒性的考慮。節(jié)點(diǎn)低功耗代碼如下：
評(píng)論