用于环境监测的无线传感器网络节点的设计与实现

无线传感器网络具有很强的应用相关性,在不同应用要求下需要配套不同的硬件平台和软件系统。以核化污染区域环境和气象环境监测为应用背景,以温度和湿度等为检测参量,设计并研制无线传感器网络小型节点。实验测试表明节点能够有效地采集和处理数据,并可以在节点间成功地进行通信。

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用于环境监测的无线传感器网络节点的设计与实现

用于环境监测的无线传感器网络节点的设计与实现王雪梅，徐本崇，陈俊杰(东南大学仪器科学与工程学院，江苏南京

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摘要：无线传感器网络具有很强的应用相关性，在不同应用要求下需要配套不同的硬件平台和软件系统。以核化污染区域

环境和气象环境监测为应用背景，以温度和湿度等为检测参量，设计并研制无线传感器网络小型节点。实验测试表明节点能够有效地采集和处理数据，并可以在节点间成功地进行通信。关键词：线传感器网络；用相关性；无应温度；度；型节点湿小中图分类号：P 1 T 3 3 T 26; P 9 文献标识码： A文章编号：0 0— 89 20 ) 1 0 0— 3 10 8 2 (0 7 l— 0 1 0

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无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的廉价小型或微型无线传感器网络节点组成，通过无线通信方式形成一个多跳的自组织智能网络系统。其应用前景非常广阔，现正逐步深入到人类生活的各个领域，比如医疗护理“J建筑结构健康监、测等。环境监测也是一类典型的无线传感器网络应用，如加州大学伯克利分校计算机系的 It实验室和大西洋学院联合 ne l开发了一个名为“nsu的利用无线传感器网络监测海岛生态 i—i” t环境的项目，并在大鸭岛( r t u kIl d开展了对海燕栖息 G e c a ) aD sn地生态环境的研究 J。实际上，线传感器网络就是在特定应无用背景下，以一定的网络模型规划的一组传感器节点的集合，因此传感器节点不仅是网络硬件系统的主体，而且也是整个网络软硬件系统最主要和最核心的部分，因此传感器节点成为许多研究人员研究的热点 J以下介绍的就是一种用于监测核化。污染区域和气象环境的无线传感器网络节点的设计与实现，主要检测监测环境中的温度、度和大气压。湿

1节点总体设计思想无线传感器网络系统的核心是传感器节点，以核化污染区域和气象环境为应用背景进行节点设计必须满足以下几个主要条

件：

①网络性：节点必须能够自组织地形成采集、处理和收发监

测数据的多跳无线网络系统，这就要求节点必须要有足够的存储空问和数据采集、处理速度等。

②小型化：无线传感器网络的具体应用要求节点的体积足够小，以保证不会对目标系统本身的特性造成影响；另外有限的硬件资源也限定了软件代码应尽量精简。 ③低成本：低成本是无线传感器网络节点的基本要求，也

是大规模无线传感器网络广泛应用的前提，因此必须保证低成本。

④低功耗：由于设备的体积有限性及无线传感器网络监测环境的特殊性 (比较恶劣 )不可能使用通常的工业电能，,只能靠电池长期供电，所以要使用低功耗的器件以节约能源。

收稿日期：06—1 20 2—0 9

基金项目：江苏省普通高校高新技术产业发展重点项目( H 0 J B 5—0 ) 5;江苏省高技术研究项目 ( G 06 4 )南京市科技发展计划专项 B 20 3 1;(0 7 16 ) 2 00 0 7

⑤灵活性：节点通过提供一系列软硬件标准，实现面向应用的编程。

⑥稳定性：要求节点的各个部件都能够在给定的外部环境变化范围内正常工作，硬件节点在恶劣环境下稳定工作，在硬件出现问题时能够通过软件及时感知并采取积极的措施，系统如

作者简介：王雪梅 (9 1 )女，东省金乡县人， 18~,山在读硕士生，主要研究方向为无线传感器网络；徐本崇 (9 2 )男，东省淄博市人， 18一，山在读硕士生 .研究方向为无线传感器网络；俊杰 (9 8 )男，苏南通主要陈 15一，江

人，博士，教授，主要研究方向为无线传感器网络，器人感知及控制技机术，拟测控技术及系统。虚

重新启动或者对采集的数据进行非线性校准等。 根据上述几点要求，本设计节点的总体框图如图 1所示。

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