来源：电子设计应用 作者：东南大学 常瑞 徐平平

    摘 要：本文介绍了无线传感器网络试验平台的总体设计思想，并介绍了节点机，网关机和数据库，最后简要地说明了用到的数据库系统。

    关键字：无线传感器网络；试验平台；节点机；网关机；数据库

    引言

    无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,获得详尽而准确的数据,并传送到需要这些信息的用户。

    目前，这一领域主要的研究方面是mac层协议和网络层路由协议。而要进行这两方面的研究，物理实验平台是必需的。

    总体设计

    本文设计并实现了一个比较完整的无线传感器网络演示系统，主要包括节点机、网关机和数据库系统。此系统实现了远程环境数据的采集、传输、处理及数据库管理。并且在节点数大量增加后，还可作为传感器mac层和网络层协议的开发平台。

    系统组成框图如图1所示，在传感器节点网络部分，有两个子网，各网独立工作，运行在不同的频段，一个是2.4ghz，另一个是900mhz，都是zigbee标准规定的频段。2.4ghz硬件主要采用89lv52单片机加rfwave公司的rfw102射频模块。900mhz采用的是89lv51单片机加nrf905射频模块。而传感器部分，两个节点都设计成可插拔式的通用接口，目前支持的是温湿度传感器、电磁强度传感器和空气质量传感器。两个子网都连接在一个arm网关上，由网关协调处理。arm网关采用的是s3c44b0x开发板加2.4ghz和900mhz射频模块。射频模块和arm板采用串口进行连接和通信。arm网关的另一端通过网口与远程pc相连。数据通过udp方式在网络中传输。数据库系统建立在远程pc上，用户可进行查询及相关操作。数据库采用微软的access建立，界面用delphi编写。

    图1 系统组成框图

    节点机的设计

    本文设计了两种节点机，一种工作在2.4ghz频段，另一种可以工作在868mhz和915mhz两个频段。

    2.4ghz频段节点机设计

    硬件部分如图2所示，包括电源、mcu、传感器、rfw-d100和102。其中mcu是主要控制器件，传感器设计成可分离式，可以插多种传感器。rfw-d100和102联合组成射频部分，完成无线数据收发。uart可以在调试硬件时使用，在板子作为网关机的射频模块时，uart完成与arm板的通信。电源设计成电池和外接电源两种供电方式。

    图2 2.4ghz节点机硬件框图

    1. 电源部分

    为了方便调试，将电源设计成双路供电模式，即外接稳压电源供电和电池供电。这样设计的好处是在板子调试的时候可以用外接稳压电源供电，可以不用电池，减少开发费用，也更稳定。而在板子调试成功之后，实际运行的时候就可以选用电池供电。当然，这样设计也会使板子面积增大、器件增多，在做实际产品的时候就可以去掉稳压电源供电电路，减小体积和成本。

    稳压电源电路采用9v直流输入，通过7805转换成5v，再通过aat3221电源转换芯片转换成3.3v。在电池稳压部分选用tps60101。这是一种特别适合对电池供电系统进行稳压的芯片。至于用哪路供电由跳线决定。

    2. mcu

    mcu选用52单片机，型号是89lv52。它有256byte的ram和8kb的flash，3个16位定时器，对于本应用比较合适。

    3. 射频部分

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