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1、CN4321258/TP计算机工程与科学2010年第32卷第4期ISSN10072130XCOMPUTERENGINEERING&SCIENCEVol132,No14,2010文章编号:10072130X(2010)04201142053无线传感器网络在粮情测控系统中的应用ApplicationoftheWirelessSensorsNetworkintheMeasurementandControlSystemfortheConditionofStored2Grain张炼冬,汪秉文ZHANGLian2dong
2、,WANGBing2wen(华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074)(DepartmentofControlScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)摘要:针对当前粮情测控系统的许多弊端,本文采用IEEE802.15.4无线个域网技术和IEEE1451.5智能传感器接口技术,构建了一种新型粮情测控系统。对该系统中的粮仓无线传感网络,给出了无线传感器节点和无线汇聚器节点的硬件设计,
3、并提出了一种适合于粮情数据采集与传输的通信协议。实践表明,采用以上技术实现的新型粮情测控系统具有许多显著的优点。Abstract:Toovercomesomedisadvantagesofthecurrentmeasurementandcontrolsystemfortheconditionofstored2grain,anewsystemwiththesamefunctionsisconstructedusingtwotechnologies—IEEE802.15.4(standardforWireless
4、PersonalNetwork)andIEEE1451.5(standardforSmartTransducerInterfaceforSensorsandActuators).Concerningthewirelesssensorsnetworkinthebarn,thehardwaredesignsforwirelesssensornodesandwirelesssinknodesaregiven,andanetworkcommunicationprotocolsuitablefordatacollect
5、ionandtransmissionisalsoproposed.Thepracticeshowsthatthenewsystembasedonthosetechnologieshasmanynotableadvantages.关键词:无线传感器网络;粮情测控系统;无线传感器节点;网络通信协议Keywords:wirelesssensorsnetwork;measurementandcontrolsystemfortheconditionofstored2grain;wirelesssensornode;ne
6、tworkcommunicationprotocoldoi:10.3969/j.issn.10072130X.2010.04.031+中图分类号:TP273.5文献标识码:A所有分线器或采集器,使用自定义电缆、标准RS485总线1引言或CAN总线与该仓的测控分机相连接;最上面一级是所有粮仓的测控分机,采用标准RS485总线、CAN总线或其粮情测控系统是一种利用现代计算机和电子技术对粮它无线方式(如无线数传电台、GPRS网络)与整个粮库的库内粮食的物理储藏状态及其它质量影响因素进行检测、测控主机进行互联。具有以
7、上结构的粮情测控系统,在系数据储存与分析,并对通风/冷却/熏蒸等储粮技术设施进统初建期间除了要花费较高的电缆和布线成本外,在实际[1]行适时控制的系统。为实现粮情数据的远程监测,现有使用过程中还存在一些不容忽视的问题,如粮食入出库时[2]的粮情测控系统常采用如下三级结构:最下面的一级是敏感测量单元安装拆卸不便,电缆连接头太多常导致一些粮仓内嵌有传感器的敏感测量单元(如测温电缆、湿度计、电气部件受腐蚀,仓内导线密布使系统还面临着较重的雷水分探测杆、气体变送器等),通过模拟/数字接口电缆分组击风险等。采用无线传感
8、器对粮情数据进行网络化测量,连接到各分线器或采集器上;中间的一级是同一粮仓内的显然可以有效地避免上述问题。3收稿日期:2008211221;修订日期:2009203206基金项目:国家自然科学基金资助项目(60773190)作者简介:张炼冬(19772),男,湖北应城人,博士生,工程师,研究方向为工业无线网络和网络控制系统;汪秉文,教授,博士生导师,研究方向为计算机集成控制系统和无线传感器网络。通讯