基于無線傳感器與射頻SOC nRF9E5的糧情檢測系統
由于在整個系統中無線通信的頻率采用一個頻道433.92MHZ 作為通信載波頻率,所以整個系統的通信必須采用分時技術將測控主機與多節點之間的通信變成為測控主機與一節點進行點對點通信的多條鏈路的組合。也就是說測控主機必須采用掃描的方式逐點采集數據。節點則采用中斷方式,對主接收器發出的地址信息進行處理,若與本機地址相符則執行命令。首先,由測控主機向系統中某一節點發出溫度轉換命令包。接著當節點收到主機發來的命令包時啟動DS18B20 進行溫度轉換,然后上傳給主機。最后,當主機收到節點的數據包并校驗之后,主機將發送一個確認數據包給節點,以確認節點數據包的正確性。如果數據在傳輸的過程中有數據丟失,主機將要求節點重新發送數據,直到數據全部正確為止。
圖3 和圖4 分別為主機和節點的程序流程圖
4 試驗結果
現將按上述方案設計的溫度檢測系統與某儲備庫使用的傳統檢測系統進行了現場對比試驗。其中本系統數字溫度傳感器DS18B20采用11位的數字讀數方式,原系統采用MF-53-1型熱敏電阻,水銀溫度計刻度為0.1℃,讀數可到0.05℃ 。測量結果如表2所示。
從實際測量數據可以看出,所設計的系統的測量誤差較小,主要是由于傳感器本身存在誤差,網絡傳輸過程中幾乎不會引入誤差。
5 結論
傳感器網絡被認為是影響人類未來生活的重要技術之一,這一新興技術結合了現有的多種先進技術,為人們提供了一種全新的獲取信息、處理信息的途徑。因此,基于無線傳感器網絡的糧情檢測系統克服了傳統系統存在的不足,試驗結果表明系統具有良好的工作穩定性和測量的準確性,系統抗干擾能力強,避免了雷擊;網絡節點體積小,安裝和拆卸方便靈活,而且容易通過其表面涂上防腐材料以達到抗腐蝕能力,延長器件壽命;節點功能擴展性強,通過增加相關的傳感器和轉換電路,即可實現糧食濕度和蟲害密度的檢測。同時由于傳感器網絡本身的特點,使得它與現有的傳統網絡技術之間存在較大的區別,給人們提出了很多新的挑戰,特別是傳感器網絡節點的能量供給及成本問題,限制了它的應用范圍。隨著科技的進步和成本的降低,無線傳感器網絡技術在糧食儲藏中的應用將產生重大的經濟和社會效益。
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