无线传感器网络

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无线温湿度传感器网络

QFSense无线传感器网络由若干无线温湿度终端节点、无线路由节点、一个主控节点和控制中心监控管理软件组成。终端节点分布于需要监测的现场,对温湿度数据进行采集、预处理和传送等。路由节点用于监测环境、接收和转发数据,主要是用来扩展网络容量,主控节点连接在计算机上用来统一接收和管理路由节点和终端节点的数据。

系统总体结构

终端节点传送信息给网络通信范围内的路由节点或主控节点,呈星形拓扑结构,实现起来相对简单,可以节省费用,控制成本。路由节点之间呈Mesh网状网络拓扑结构,其路由可自动建立和维护,具有强大的功能:网络可以通过“多级跳”的方式通信;可以组成极为复杂的网络;具备自组织、自愈功能。同时可以看出,一个网络只有一个主控节点,但可以有若干个路由节点。

QFSense无线传感器网络拓扑结构

终端节点

.QFSense无线传感器网络系统的终端节点是干电池供电的低功耗的传感器节点,置于所测环境中进行温湿度数据、光照、烟雾、酸碱度等环境数据的采集和预处理,并且上传给路由节点或主控节点,因此有很大的环境适应性。用电池供电,能够工作一年以上。任何节点在网络覆盖范围内可以自动加入或退出网络,且无需设置自动入网。终端节点结构如图2(a)所示。

节点的技术指标如下:
温度测量范围: -20 到 +70℃,精度±0.5℃(25℃);
湿度测量范围:0~100%RH,精度±4.5%RH;
温湿度测量响应时间:<4s;
低功耗(typ.30 μW);

无线传输速率:250kbps;
ISM频段:2.4GHz;
传输距离远:视距情况下(开阔地)可靠传输距离>200米;
节点占空比调整(范围:周期5秒~周期200秒可配置);
两节高容量电池供电(含在标准配置中);
电池寿命: >1.5年
外形尺寸: 75×62×28 (mm)

路由节点

QFSense无线传感器网络系统的路由节点负责整个网络的数据中继、覆盖延伸功能。每个网络有多个路由器,采用5V直流供电或USB供电。路由器也可以实现自己本身所带传感器的温湿度数据上传。而且路由节点和终端节点功用可互换。

主控节点

QFSense无线传感器网络系统的主控节点连接传感器网络与计算机,它采用RS232接口和计算机通信,不断地将采集的信息传送给计算机,是网络和计算机的数据汇流节点。主控节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强,其外形结构与路由节点类似。

监控软件

专用监控管理软件配合QFSense无线传感器网络系统,完善了整个系统的监控和管理功能,可根据用户需求定制开发,主要功能包括:
◎软件分为执行界面和设置界面:执行界面用于日常的自动检测、自动记录等;设置界面用于设定系统参数,如温度、湿度、光照、烟雾等报警值、系统报警时间,系统密码等。
◎实时显示和处理主控节点采集过来的全部信息;
◎对某段时间内某个节点的温湿度数据进行分析,并能绘图历史趋势图、环境的温度、湿度变化的曲线图;
◎可对每年同一时段进行对比;
◎按用户要求输出报表、打印温湿度变化的记录数据和曲线;
◎报警点可按要求进行自定义设置,一旦超过该门限值,系统能自动报警。

应用案例

某军用仓库规模

安装于货架上的终端节点

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