基于WSNs和LabVIEW水温控制系统的设计.pdf

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1、118传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第3期基于WSNs和LabVIEW水温控制系统的设计李峥，苗曙光(淮北师范大学物理与电子信息学院，安徽淮北235000)摘要：针对目前水族馆中的水温监控系统存在的实时性差和有线网络布线复杂的问题，设计了一种将ZigBee无线传感器网络(WSNs)与虚拟仪器相结合的水温控制系统。该系统以ATmega128L单片机和CC2420芯片为核心设计传感器节点，结合MAX232芯片设计Sink节点，实现数据的无线传输和水温的实时

2、监控。该方法克服了传统单一网络的局限性，避免了其它无线通信技术高功耗的缺点。给出了系统的硬件设计和软件流程，并将本系统用于对实际系统的检测与控制，结果表明：该系统具有结构简单、操作方便、实时性较好的优点。关键词：水温控制系统；无线传感器网络；虚拟仪器；ATmega128单片机中图分类号：TP274．2文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)03-0118-03DesignofwatertemperaturecontrolsystembasedonWSNsandLabVIEWLIZheng，MIAOShu—guang

3、(SchoolofPhysicsandElectricInformation，HuaibeiNormalUniversity，Huaibei235000，China)Abstract：Inviewofproblemofpoorreal—timeandcomplicatedcablenetworkwiringofwatertemperaturemonitorsystemexistedincurrentaquaria，animprovedmonitoringsystemcombinedWSNsofZigBeewithvirtuali

4、nstrumentsisdesigned．TheSinknodeofthesystemismainlydesignedbyATmega128LSCMandCC2420，combinedwithMAX232chip．Thissystemrealizeswirelessdatatransmissionandreal—timemonitoringofwatertemperatureandovercomethelimitationofsinglenetworksandavoidshighenergy—costofotherwireles

5、scommunicationtechnology．Thedesignofhardwareandtheflowchartofsoftwarearegiven．Theexperimentshowsthatthesystemhasadvantageofsimple，convenientandhasgoodreal—time．Keywords：watertemperaturecontrolsystem；WSNs；virtualinstruments；ATmega128SCM0引言号传送到Sink节点，基于簇结构的网络拓扑，建立一个主在日

6、常生活和工农业生产中，环境条件中的温度指标节点，多个从节点的无线传感器网络，各从节点采集现场温成为大多数工作场合的重要参数，温度的测量和控制直接度数据每隔一定时间向主节点发送数据。主节点接收到数影响到生产水平J。以水族馆中的水箱温度控制应用为据后通过RS-232总线将各节点的数据传给上位机，上位机例，目前一些价格昂贵的观赏鱼，如，孔雀鱼、蝴蝶鱼等对温接收数据后，根据设定条件进行判断，再通过RS-232总线度的要求比较高，温度情况直接影响到这些鱼类的生长和发送数据给下位机控制加热棒。本系统选用LabVIEW完发育。然而现有的一些手

7、持式或基于有线网络的温度测控成上位机界面设计，在该平台下，通过VISA控件实现上位设备存在实时性差、布线复杂、控温效果不理想等缺点。机与无线收发模块的实时通信。针对目前的水族馆水温控制系统存在的问题，本文设汁了2系统的硬件设计一种基于无线传感器网络(WSNs)的温度控制系统，能够2．1微处理器模块对水箱温度进行实时测量与控制，同时利用LabVIEW软件微处理器选型主要考虑了2个方面：1)能够片上集成实现对温度的采集、分析、存储、监测。可编程PWM模块，具有较高的处理速度，低功耗，外围资1系统整体概述源丰富等特点；2)ZigBee

8、协议对系统微处理器的要求本系统通过DTC数字温度传感器采集环境温度，将信有J：至少是8位MCU；完全的协议栈：ROM<32k；简单功收稿日期：2011_o卜l7基金项目：安徽省高校青年教师计划资助项目(2007JQ1158)；安徽高等学校省级自然科学研究计划资助