超低功耗糧倉(cāng)無(wú)線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
2．1 數(shù)據(jù)可靠性驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括5個(gè)電子溫度計(jì)，5個(gè)具備無(wú)線收發(fā)功能的節(jié)點(diǎn)，1個(gè)具備無(wú)線收發(fā)功能且具有串口通信功能的匯聚節(jié)點(diǎn)以及1臺(tái)運(yùn)行有數(shù)據(jù)采集管理軟件的PC機(jī)。將5個(gè)節(jié)點(diǎn)置于室內(nèi)不同位置，兩兩之間距離大于10 m，并在每個(gè)節(jié)點(diǎn)旁邊放置1個(gè)電子溫度計(jì)。啟動(dòng)設(shè)備并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。
因?yàn)镈S18bB20的測(cè)量精度為0．5℃，而且電子溫度計(jì)本身的測(cè)量值與實(shí)際的室溫有一定偏差，而且在糧倉(cāng)中只要不出現(xiàn)較大的溫度偏差是可以接受的，所以可以認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)測(cè)量的數(shù)據(jù)是可靠的。
2．2 電池續(xù)航能力驗(yàn)證
為驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)能夠正常工作的時(shí)間，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括5個(gè)具備無(wú)線收發(fā)功能的傳感器節(jié)點(diǎn)，一個(gè)具備無(wú)線收發(fā)功能且具有串口通信功能的匯聚節(jié)點(diǎn)以及一臺(tái)運(yùn)行有數(shù)據(jù)采集管理軟件的PC機(jī)。為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供9 V的電池供電，將三個(gè)節(jié)點(diǎn)放到室內(nèi)不同的位置，兩兩之間距離大于10 m，運(yùn)行系統(tǒng)，設(shè)定傳感器節(jié)點(diǎn)每分鐘進(jìn)行一次溫度測(cè)量并進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。
系統(tǒng)開始工作后，記錄經(jīng)測(cè)量這五個(gè)節(jié)點(diǎn)溫度采集次數(shù)如表2所示。

從表中可以得到雖然節(jié)點(diǎn)在電池組電壓只有4 V的時(shí)候停止工作，但是節(jié)點(diǎn)的平均工作時(shí)間仍然達(dá)到4 564．8次，如果忽略節(jié)點(diǎn)處于休眠期間的能量損耗，延長(zhǎng)溫度采集間隔及每小時(shí)進(jìn)行一次溫度采集，平均工作時(shí)間將為190．2天。

3 結(jié)論
本文通過分析當(dāng)前有線網(wǎng)絡(luò)傳輸在糧倉(cāng)溫度監(jiān)測(cè)領(lǐng)域存在的問題，設(shè)計(jì)了用于糧倉(cāng)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的超低功耗無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中包括節(jié)點(diǎn)、溫度傳感器模塊、無(wú)線通信模塊以及通信協(xié)議的超低功耗設(shè)計(jì)。最后對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)做了驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明傳感節(jié)點(diǎn)符合糧倉(cāng)實(shí)時(shí)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，具有使用采集信息可靠性高、超低功耗工作的特點(diǎn)。
雖然這個(gè)無(wú)線傳感實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)的要求，但是還是存在一些問題，只適應(yīng)于傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)小于60的糧倉(cāng)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目大于60個(gè)時(shí)，需要改變時(shí)隙的長(zhǎng)度，并且節(jié)點(diǎn)有可能處于通信范圍外圍或邊緣，影響通信質(zhì)量，當(dāng)出現(xiàn)上述情況的時(shí)候就需要設(shè)置中繼節(jié)點(diǎn)并對(duì)通信協(xié)議進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?/p>