如何開始設計無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)
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當我們完成了上述的知識準備和相關開發(fā)工具準備后,我們就可以開始一個無線傳感器設計過程了,下面,我們以一個家庭節(jié)能無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)為實例,看看一個無線傳感器網(wǎng)絡的實際過程;
家庭節(jié)能系統(tǒng)框圖如圖六所示:
圖六,采用ZIGBEE網(wǎng)絡技術的家庭節(jié)能系統(tǒng)
從圖我們看出,家庭中的電器,包括空調,洗衣機,冰箱等,構成一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡,通過能源管理網(wǎng)關和安裝在戶外的無線轉發(fā)路由器,實時傳輸?shù)侥茉垂倦娔X化管理網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對家庭能源的管理;
設計任務包括設計嵌入到家電內部的無線傳感器網(wǎng)絡單元(無線節(jié)點),家庭無線顯示單元和家庭能源控制單元(無線節(jié)點或者無線路由器),能源管理網(wǎng)關(無線網(wǎng)關)等;
首先,我們采用無線龍WSN無線傳感器開發(fā)系統(tǒng)平臺提供的多個無線SoC模塊(內含CC2430等無線單片機),下載TI ZIGBEE 協(xié)議棧和聰明能源相關代碼,進行無線通訊效果,可靠性評估,該軟件包是有TI公司免費提供的(經(jīng)過無線龍工程師的實際測試和評估),可以免費用于技術開發(fā);圖七是軟件結構:
圖七, ZIGBEE 聰明能源軟件包
使用強大的KEIL和IAR編譯開發(fā)環(huán)境,在線仿真器等調試工具,完全開源的ZIGBEE協(xié)議棧軟件,應該可以很快完成無線節(jié)點和路由器,網(wǎng)關的性能評估,通訊可靠性評估和ZIGBEE無線通訊代碼開發(fā);
然后,我們可以仍然直接使用這些無線SoC的模塊,添加我們的應用設計,例如LED和LCD顯示部分,可以顯示實時的電費是多少,家里有沒有能源浪費等;同時,設計相關我們需要的控制電路,如開關控制,電機控制,以在需要時,對空調器等電器,進行節(jié)能控制;
由于在無線龍?zhí)峁┑拈_發(fā)工具中,有一套網(wǎng)絡協(xié)議分析監(jiān)視儀,我們可以在測試過程中,清楚的監(jiān)視到各種在空氣中的傳輸?shù)臒o線包裝內容,從而很快確定我們的無線通訊軟件代碼是否正確;
由于使用現(xiàn)成的高頻模塊,我們避免了在入門時,涉及高頻技術的困難,而是將主要精力集中到最主要的方向,我們的應用代碼和我們的應用需要的硬件設計,這樣就大大加快了系統(tǒng)產品化的進度;對于客戶訂單中,產品最后使用的無線模塊,我們可以容易的找到OEM專業(yè)廠家來生產完成;
如果一切順利,3-4個星期,這個ZIGBEE家庭節(jié)能系統(tǒng),有希望完成;
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