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1、摘要电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA学士学位论文BACHELORDISSERTATION论文题目基于无线组网技术的前端节点设计学生姓名李子宏 学 号2011084040001专 业电气工程及其自动化学 院机械电子工程学院指导教师李小兵副教授指导单位机械电子工程学院2015年6月2日I摘要无线传感器网络（WSN，WirelssSensorNetworks）技术综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术，具有巨大的发展潜力。无线传感器网络节
2、点是构成无线传感器网络的最基本单位，在无线传感器网络系统中具有举足轻重的作用。节点技术的提升与无线传感器网络发展有着密不可分的关系，它直接决定整个网络的性能。本文以工业环境下的温度监测为背景，致力于无线传感器网络节点的开发研究。本文首先对节点结构进行了简要分析，选择芯片MSP430F149作为节点开发核心，然后按照嵌入式系统开发流程，合理选择所需元器件，结合模块化设计思想认真细致地分析，制定了系统方案，经过反复论证最终实现了节点设计原理图。最后根据节点原理图设计实现了节点PCB板，并完成了相关的程序设计。关键字：WSN，MSP430
3、，温度采集，RS485，节点硬件设计ABSTRACTWirelesssensornetworks(WSN)technology,whichcombinessensortechnology,embeddedcomputingtechnology,modernnetworkandwirelesscommunicationstechnology,hasthepotentialfordevelopment.Asabasicunitofwirelesssensornetworks,wirelesssensornetworknodesplaya
4、veryimportantroleinwirelesssensornetworksystem.Nodetechnology,whichdirectlydeterminestheperformanceoftheentirenetwork,hasacloserelationshipinupgradinganddevelopmentofwirelesssensornetwork.Inthisdissertation,basedonthebackgroundoftemperaturemonitoringintheindustrialenvi
5、ronment,thewirelesssensornetworknoteisresearchedanddesigned.Firstly,thestructureofthenodesisstudied.MSP430F149isselectedasthenucleusofthenetworknode.Accordingtotheprocedureoftheembeddedsystem,thecomponentswhichareneededinnodesdesignareselected.Afteranalyzingtherulesofm
6、odulardesigncarefully,thePCBboardsofthewirelesssensornetworknodesaredesignedanddebugging.KeyWords:WSN,MSP430,temperaturemonitoring,RS485,hardwaredesign目录III目录III目录III目录目录第一章引言11.1课题背景11.2课题的价值及意义11.3课题的国内外研究现状21.4课题难点、重点、核心问题及方向4第二章无线传感器网络节点的基本理论52.1无线传感器网络节点的概念52.2无线传
7、感器网络节点的特点52.3无线传感器网络节点的硬件结构62.4本章小结7第三章前端节点的硬件设计83.2总体结构设计93.3MSP430微处理器模块的设计与实现103.3.1核心芯片MSP430F149103.3.2晶振电路123.3.3电源电路133.3.4复位电路133.4节点采集模块的设计与实现143.4.1温度传感器DS18B20153.4.27段数码管动态显示驱动163.5串行通信模块的设计与实现173.5.1RS-232通信173.5.1.1RS-232C接口标准173.5.1.2硬件连接183.5.2RS-485通信1
8、93.5.2.1RS-485总线具体参数203.5.2.2RS-485可靠性分析203.5.2.3硬件连接23III目录3.5.3无线通信233.6本章小结24第四章PCB板的设计与调试254.1PCB设计常见问题及设计原则254.1
