基于无线传感器网络的智能温度测量系统的设计-论文.pdf

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1、《装备制造技术))2014年第7期基于无线传感器网络的智能温度测量系统的设计肖三强’，罗文广f1．桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；2．广西科技大学电子信息与控制工程系，广西柳州545006)摘要：介绍了一种基于无线传感器网络(wsN)的智能温度测量系统。系统通过数字多点温度计来获取温度信号，并通过WiFi传递到RISC微处理器ARM中。数据存储在一个由微处理器控制的，基于IIs总线标准的SD卡。完成数据采集的软件设计，Linux操作系统在ARM硬件平台的移植以及基于Linux操作系统和SD卡协议

2、的SD卡和SDWi-Fi设备驱动程序的开发。最终实现人机交互的功能。关键词：嵌入式Linux；ARM；SDCard；WiFi；WSN中图分类号：TP277文献标识码：B文章编号：1672—545X(2014)07—0109—03随着科学技术的发展，车辆的数量和种类也越1Wi—Fi无线传输基本理论来越多。为了确保汽车驾驶员的行车安全，需要在车辆的一些关键部位进行温度监控，如燃料箱、发动机在无线传感器网络的设计过程中，基于WiFi的和变速器等位置进行温度监控。传统的做法都是采无线传输其实就是无线电波在传输后在传感器节点用隔离的

3、传感器，将监测的部位直接用电线连接到和u1之间运动的过程。其中传输机制分为三类：反处理器，传统做法有如下的缺点：反应速度慢、测量射、散射和衍射。因此，无线传输也被称为多径信号误差大、安装复杂等。传输。当发射的电波遇到一个尺寸大于波长的物体为了解决这些问题，可以通过组建无线传感器时，将会发生反射。一部分电波的能量被障碍物吸收网络(WSN)来建立一个智能温度测量系统。一个无而其余的能量将被反射。发射和反射的波的能量是线传感器网络是一种包含多种传感器节点和一个控障碍物的尺寸、材料和入射光波相位和偏振的函数。制终端的无线网络，其可

4、以在网络覆盖区域检测和当无线电波遇到大量小尺寸物体时，会出现散射。这收集各种环境或对象信息，并有效地处理这些信息。种情况下，反射的能量在到达接收器之前会扩散到本文采用基于ARM920T的三星$3C2440微处每个方向。电波遇到表面有尖锐边缘的障碍物就会发理器作为温度测量系统的核心模块。$3C2440微处理生衍射，甚至会在障碍物周围出现次波。类似反射情器是一个32位，400MHz的低功耗和高性能的RISE况，衍射由障碍物的物理陛能和人射波的特性决定。微处理器，以ARM9内核，特别适合于实时控制。而且，它还提供SDWi—Fi模

5、块，所以也无需额外配置其2系统硬件设计他无线模块。选择嵌入式Linux操作系统以支持ARM硬件。温度测量系统的无线传感器网络可由四个模块Linux操作系统是一种成熟的开源操作系统，能被裁组成：系统核心模块，数据采集和传输模块，数据存剪移植到ARM芯片中，可以实现复杂的算法，并完储模块和人机交互模块。成各种实时任务。此外，Linux系统还可以根据具体2．1系统结构应用进行剪裁，以适应这些硬件或软件的要求【”。为了获取各点温度，应在相应的位置上设计多本文首先介绍了基于Wi—Fi无线传输的基本理种传感器节点的。每个传感器节点由一

6、个ARM9芯论。其次介绍了系统的硬件设计，包括系统的结构，片，一个数字温度计HSM20G和一个无线发送器组四个硬件模块及其对应功能。成。温度信号由HSM20G获得，以无线方式发送并输收稿日期：2014—04—17作者简介：肖三强(1989一)，男，硕士生，主要研究方向为嵌入式Hnux技术。109EquipmentManufacturingTechnologyNo．7，2014送到ARM进行处理。无线传感器网络允许用户完全度计直接连接到微控制器的I／O端口来实现。如该图掌握该区域的温度信息，从而进行监测控制。系统的4所示，温

7、度计的第一引脚接地，第二引脚用作信号体系结构如图1所示。线，并直接连接到PC的Po．3；第三引脚用于外部电源。R1是上拉电阻器。温度信号由数字温度计获得U嗣B1．1／2．U圆的，然后作为数字形式暂存在PC中。【控制终端}：A控R制M器Sc20o4qHSN丽-20GK图1基于无线传感器网络的智能温度测量系统2．2系统核心模块系统核心模块包括核心微处理器，NANDFLASH图3HSM2OG接口块电路图和SDRAM。核心微处理器采用ARM／PC作为其CPU，支持Linux操作系统[21。(2)数据传输单元：在无线传感器网络中，A

8、RM9SDRAM用于存储程序代码，而NANDFLASH用的数据由基于WiFi的无线装置发送到PC上。Wi—Fi于保存启动代码和文件系统。ARM所提供的丰富内无线技术覆盖范围广，成本低，升级容易。它能工作设可以降低整个系统的成本，因此没有必要再增加在无需许可证的2．4GHz的带宽，最大通信速率可达多余的设