建立一个无线传感器网络监控温度两个楼房

Subramanya Bhat。M。¹Jyothi。V。¹和Devaraju。j.t²

大学副教授,电子称,Vijaya,随机变数,班加罗尔,印度
电子科学的副教授,部门,班加罗尔大学,印度班加罗尔

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文摘

信息技术的进步和对大型通信基础设施的需求引发了无线的时代传感器网络(网络)。传感器网络是无线传感器节点连接的集合彼此收集周围环境的信息。本文建立了试验台系统地使用德州仪器传感器节点监测温度两个楼房

关键字

无线传感器网络接入点,终端设备,增程器,传感器节点。

介绍

无线传感器和致动器网络(WSANs)构成了一个重要的、令人兴奋的新技术,改善潜力巨大许多当前的应用程序以及创造新的革命性的系统等领域的无线传感器网络(网络)[1]。通常,WSANs包含大量的最小容量的传感、计算和通信设备与各种类型的驱动器。WSANs密集的潜力和灵活的报道,最重要的是使相关性在许多网络。网络发现环境监测的应用在全球范围内,栖息地的研究中,在战场军事监视和侦察,在紧急环境中搜索和救援,在工厂基于状态的维护,在建筑基础设施健康监测,家庭环境,实现智能家居在体型,甚至病人监测(2 - 10)。

这个紧凑的介绍、低功耗、无线通信传感器和致动器在技术支持不断小型化的处理和存储,允许完全新型的嵌入式系统。在环境中部署这些系统网络的设计常常是动态的。集合的设备可以实现更高层次的交流同步性能。

通常传感器网络由一个接入点(AP)(网关),可以与数量的传感器节点通过无线通信网络。无线传感器节点收集的数据压缩和传输到网关直接或通过其他无线传感器节点。然后提交给系统的数据网关连接。典型的无线传感器系统包含一个传感器(s)、无线通信接口(如无线电收发器)、能源(通常是电池)和单片机。

网络拓扑:

网络拓扑结构是相互连接的布局模式的各种元素(链接/路由器节点等)的计算机网络。传感器网络使用几种网络拓扑与网关协调,结束节点和路由器节点。路由器节点类似于结束节点,从而获得测量数据,也可以从其他节点传递数据。各种网络拓扑的WSN在图1所示。

第一个和最基本的类型的拓扑是明星拓扑中,每个节点维护一个,直接与网关通信路径。这种拓扑是简单但限制总体距离网络可以实现。增加网络覆盖的距离,一个可以实现集群或树的拓扑结构。在集群体系结构中,每个节点维护一个通信路径网关,但可以使用其他节点路由数据沿着这条道路。此拓扑的缺点是依赖于路由器的节点失去通信路径的网关,如果断开路由器节点存在。

在网状网络拓扑路由器断开的问题是解决了通过使用冗余通信路径来增加系统的可靠性。在这种拓扑中,节点维护多个通信路径路由网关。每当一个路由器节点宕机,网络自动路由数据通过另一个路径。网状拓扑尽管非常可靠的拓扑网络延迟的增加。这是因为数据必须经过多个跳之前到达网关。传感器网络的设计标准和要求不同于应用程序到应用程序。

剩下的纸是用框图描述、软件、结果和结论。

框图描述

图2。显示了块原理建立了无线传感器的温度监测系统在两个楼房组成的无线传感器节点和个人电脑(PC)。

在这部作品中,无线传感器节点配置为感觉和传输温度是指定为终端设备(ED)。传感器节点连接到个人电脑通过USB端口接收各种能谱仪对温度测量值配置为接入点(AP)。同时,传感器节点配置来接收从ED发送的数据,并重新发送它附近的节点或美联社增加广播范围有效沟通是指定为增程器(重新)。

传感器节点(SN):

传感器节点是一个装置,可以通过无线电通信链接。传感器节点的任务是收集信息物理或环境条件和传输(即。水槽)。传感器网络节点的框图见图3。传感器网络节点/微粒通常由传感器、单片机和收发器。

传感器:

在这项工作中,旨在监测指定的各种房间的温度基础设施。使用单片机MSP430的内置温度传感器感应周围环境的温度。

430年单片机(MSP):

温度传感器是感知然后使用单片机MSP430的处理。40针超低功耗单片机MSP430的是包含16位RISC CPU,它有一个灵活的时钟系统互联用冯诺依曼常见的内存地址和数据总线。MSP代表“混合信号处理”,是指使用数字和模拟电路的集成在单片机。MSP430的有一个活跃的模式和五个软件选择的低功耗模式操作,每种模式用于特定的应用程序。

2500年c .无线电收发器(CC):

然后沟通从单片机处理数据通过无线电收发器2500 CC。CC 2500是一个低成本的2.4 GHz收发器为非常低功耗无线应用程序而设计的。CC 2500集成了一个高度可配置的基带调制解调器。现代各种调制格式,支持可配置的数据率达500 k波特。CC 2500提供广泛的硬件支持包处理、数据缓冲、传输,clear channel评估链路质量指示和wake-on-radio。典型的评价电路CC2500无花果所示。4 [11]。

d .电源电压:

两个AAA电池电压1.5 v的用于在无线传感器节点供电。

接入点(AP):

德州仪器EZ430-RF2500无线传感器节点程序作为一个接入点使用IAR workbench软件。美联社程序接收温度测量值在不同的终端设备定期的时间以及温度测量在美联社。各种EDs和美联社的感觉到温度被发送到电脑通过USB端口。

终端设备(ED):

德州仪器EZ430-RF2500T无线传感器节点作为终端设备和程序分配惟一的id。每个ED编程,可以感知周围环境的温度和传输相同的周期性及其规定格式的ID。

增程器(RE):

为了提高收音机EDs, EZ430-RF2500T无线传感器节点程序为每个重新编程》获得的数据指导从ED和重新发送它到附近的再保险或定期美联社。

软件

IAR嵌入式工作台:

IAR嵌入式工作台MSP430微控制器是一个集成开发环境(IDE)来构建和调试嵌入式应用程序。WSN试验台的将为测试提供了一种方法,监控、调试不同的项目,评估可能的应用程序和支持相关的实验。程序开发使用„CA¢和IAR工作台软件实现试验台监控系统的温度基础设施和组织良好的编程的EDs,分别REs和美联社。

SIMPLICITI网络协议:

SimpliciTI协议作为协议的传感器节点之间的通信在目前的工作。SimpliciTI是专有的,低功耗射频(RF)协议的目标简单,小型射频网络。协议运行在TI的MSP430超低功耗微控制器和多个射频收发器。小,低功耗射频网络通常包含电池的设备,这些设备或节点表现出相互交流是有限的。SimpliciTI网络协议、单片机资源需求最小,从而降低系统成本低功耗射频网络。SimpliciTI网络协议支持终端设备在一个对等网络拓扑中,访问点是用来存储和转发消息,和范围延伸部分扩展网络的范围。

终端设备的配置:

EZ430-RF2500T无线传感器节点作为ED通过使用内置温度传感器感应周围的大气的温度。作为一个初始化程序的一部分,EDs和2字节分配设备ID和设备ID存储在闪存系统重用。初始化过程后,艾德搜索AP直接或通过以连接到网络。两个led灯(绿色和红色)是由切换过程中搜索。发现一个美联社,ED建立一个网络链接,闪烁的红色LED指示。一旦连接到网络,所有led灯关掉,ED默认为低功率模式(睡眠模式)。ED偶尔醒来第二切换绿色LED指示活跃。在主动模式下,ED样品其环境温度和电池电压、传送测量数据和进入睡眠模式。

增程器的配置:

EZ430-RF2500T无线传感器被用作REs提高EDs的广播范围与美联社有效沟通。作为初始化过程的一部分,每个设备ID 2字节的重新分配和存储在闪存系统重用。这对射频中断节点醒来,接收数据通过ED / RE和验证和传输数据属于建立路径,否则它进入睡眠模式。

访问点的配置:

EZ430-RF2500无线传感器节点程序初始化美联社AP。如网络中心。初始化后,美联社使用内部温度传感器测量环境温度一次每秒传输到电脑。此外,美联社不断侦听新EDs加入网络和EDs,已经加入了。有两种发光二极管指示这两个交易网络:一个红色LED指示美联社的传播通过串行通讯端口测量到的个人电脑;绿色LED指示收到一个数据包从一个网络的ED / REs和电脑通过USB端口进行通信。

基于图形用户界面(GUI)的个人电脑软件被用来接收美联社发送的数据通过USB接口和显示终端设备的温度和电压测量使用GUI(图5)和记录使用GUI终端。

结果

建立了无线传感器的温度监控系统使用六EDs,分别三个REs和一个美联社。记录温度和电压值的快照各种EDs图五所示。

怎么列表监控使用传感器的读数记录监控软件和终端软件。在这个工作中,选择四个参数监测的ED即节点id,感觉到温度,可用电压在节点和接收到的时间。

结论

建立无线传感器的温度监控系统使用德州仪器无线传感器节点在两个楼栋。在各个房间的温度监控和记录。

承认

作者要感谢UGC制裁下的基金重大研究项目。

作者(Subramanya Bhat和Jyothi)要感谢黑洞的管理高等教育的社会,班加罗尔允许他们继续研究。

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