船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)

侯小燕等

摘 要：為克服船舶復(fù)雜電磁環(huán)境，實(shí)現(xiàn)信息高效傳輸，該文提出了一種基于TinyOS操作系統(tǒng)的船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，將ATmega128L主控芯片、CC2420射頻芯片和DS18B20溫度傳感器組合設(shè)計(jì)了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了溫度的精確采集和無(wú)線傳輸，同時(shí)通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、處理、存儲(chǔ)和報(bào)警。對(duì)設(shè)計(jì)的船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速地獲取待測(cè)點(diǎn)的溫度，而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)點(diǎn)布置靈活、抗干擾性強(qiáng)，適用于復(fù)雜和空間有限的船舶環(huán)境。

關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò) TinyOS Atmega128L CC2420 船用測(cè)溫系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（c）-0061-02

Abstract：In order to overcome the complicated electromagnetic environment in ships and implement efficient transmission of information，a type of smart wireless temperature measurement system based on TinyOS operating system is designed in this paper. Combining the ATmega128L controller chip，CC2420 RF chips and DS18B20 temperature sensor together as the wireless sensor network node，the precise acquisition and wireless transmission of temperature data is realized. Moreover，real-time monitoring， processing， storage， and alarms can be achieved through the PC software.The test of the smart wireless temperature measurement system designed for ships show that the system is able to get temperatures of test points stable，fast and accurately，and the structure of the system is simple，the layout of node is flexible and it has strong anti-jamming，so it is applicable to complex and limited-space environment of ships.

Key words：Wireless sensor networks ATmega128L CC2420 Temperature measurement system for ships

由于工業(yè)環(huán)境的復(fù)雜和空間要求，極大限制了傳統(tǒng)溫度測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著傳感技術(shù)、無(wú)線通信和智能控制技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)逐步受到重視，它因數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、應(yīng)用成本低等特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到如電力、鋼鐵、采礦、石油等很多領(lǐng)域。然而，關(guān)于無(wú)線測(cè)溫許多技術(shù)還有待完善，而且針對(duì)船舶專用的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)也設(shè)計(jì)很少。采用Atmega16L和DS18B20設(shè)計(jì)了基于AVR單片機(jī)的無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，它能對(duì)溫度信息進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和無(wú)線傳輸，但它節(jié)點(diǎn)數(shù)少，存儲(chǔ)容量較小，適用于短距離傳輸。采用CC2430和數(shù)字溫度傳感器DS18B20設(shè)計(jì)了農(nóng)田無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)功耗低、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)處理和傳輸速率較低。設(shè)計(jì)了基于TinyOS的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)具有自組織、部署簡(jiǎn)單靈活、無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了溫度的快速精確檢測(cè)和傳輸。

該文針對(duì)船舶復(fù)雜電磁環(huán)境和有限空間，設(shè)計(jì)了一種新型船用無(wú)線智能測(cè)溫系統(tǒng)，以ATmega128L為主控芯片、CC2420為射頻芯片設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS的智能節(jié)點(diǎn)，采用2.4G頻段傳輸無(wú)線數(shù)據(jù)，且能處理高并發(fā)事件，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)采集、精確處理和無(wú)線傳輸。同時(shí)用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)的通信和對(duì)溫度的完整監(jiān)測(cè)管理。

1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)采用無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶溫度信息的多點(diǎn)實(shí)時(shí)采集、報(bào)警，它包括無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)、中心控制節(jié)點(diǎn)、測(cè)溫系統(tǒng)軟件。其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中節(jié)點(diǎn)的布置根據(jù)相應(yīng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布算法及船舶待測(cè)點(diǎn)具體情況決定。

無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)溫度信息進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、傳輸。無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)向中心控制節(jié)點(diǎn)無(wú)線發(fā)送信息，中心控制節(jié)點(diǎn)接收無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)并通過(guò)RS232串口傳送至上位機(jī)，測(cè)溫系統(tǒng)軟件對(duì)其進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、報(bào)表或曲線顯示、以及越限報(bào)警等。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可設(shè)定各個(gè)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的參數(shù)、采集頻率及其它一些系統(tǒng)參數(shù)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

無(wú)線測(cè)溫系節(jié)點(diǎn)均由傳感器、微處理器、無(wú)線收發(fā)裝置和電源四部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

傳感器選擇數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它采用單總線接口方式與微處理器進(jìn)行雙向通信，經(jīng)濟(jì)性好，而且測(cè)量溫度范圍寬，精度高，體積小，使用方便，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。

硬件平臺(tái)的主控芯片采用ATmega128L，它穩(wěn)定性高，能夠有效緩解系統(tǒng)在功耗與處理速度上的矛盾。同時(shí)集成了128K的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash、4K的EEPROM、4K的內(nèi)部SRAM等資源，滿足大部分程序的開(kāi)發(fā)要求。支持6種睡眠模式，能有效降低節(jié)點(diǎn)功耗。可編程串行USART，可以完成與其他串行設(shè)備的通信。endprint

無(wú)線收發(fā)裝置采用TI/Chipcon公司開(kāi)發(fā)的CC2420，它是符合ZigBee技術(shù)的高集成射頻收發(fā)器件。它是基于Chipcon公司的Smart RF03技術(shù)，以0.18um CMOS工藝制成，外部元器件少，性能穩(wěn)定且功耗低。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)超過(guò)了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的要求，可確保短距離通信的有效性和可靠性。采用其進(jìn)行無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng)，適用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)采用基于nesC語(yǔ)言的TinyOS編程模型。TinyOS具有組件的體系和事件驅(qū)動(dòng)并發(fā)模型，其軟件設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)為各個(gè)組件程序設(shè)計(jì)過(guò)程。節(jié)點(diǎn)組件程序整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。它主要包括頂層配件、核心處理模塊和底層組件3層，其中底層組件即為功能實(shí)現(xiàn)模塊，它包括系統(tǒng)組件、時(shí)鐘組件、傳感器組件以及消息組件等。頂層配件描述組件間接口關(guān)系，核心處理模塊將各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)模塊整合為一個(gè)應(yīng)用程序，底層組件負(fù)責(zé)各個(gè)具體功能。

無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖4所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420及傳感器DS18B20進(jìn)行初始化。然后開(kāi)啟周期性定時(shí)器，定時(shí)到時(shí)單片機(jī)采集傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)其處理后通過(guò)CC2420無(wú)線發(fā)送。同時(shí)單片機(jī)可并行接收其它的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，若為溫度信息，則對(duì)其進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)發(fā)；若為控制信息，則對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理。

中心控制節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420進(jìn)行初始化并開(kāi)啟串口。中心控制節(jié)點(diǎn)一方面負(fù)責(zé)接收無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將其通過(guò)串口RS232傳送至上位機(jī)，另一方面負(fù)責(zé)通過(guò)串口RS232接收上位機(jī)發(fā)送的命令并將數(shù)據(jù)發(fā)送至測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)包括以下環(huán)節(jié)：首先在TinyOS的apps目錄下創(chuàng)建工程文件夾；然后采用nesC語(yǔ)言編寫(xiě)測(cè)溫系統(tǒng)各程序文件，包括頭文件、頂層配置文件、核心處理模塊文件以及底層功能文件；最后，對(duì)程序進(jìn)行編譯并下載到各個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件以Microsoft公司的Visual Studio 2010為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2008進(jìn)行信息管理，并用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)。

根據(jù)船舶溫度管理實(shí)際要求，設(shè)計(jì)了上位機(jī)各個(gè)溫度顯示界面。通過(guò)設(shè)計(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室不同地點(diǎn)溫度進(jìn)行采集處理，如圖6所示測(cè)溫系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)顯示各個(gè)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的信息。

4 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)了一種新型船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)和RS232串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確地獲取待測(cè)點(diǎn)的溫度，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)組織靈活，節(jié)點(diǎn)功耗低，抗干擾性強(qiáng)，能夠滿足船舶測(cè)溫實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛慶濤，趙瑩，郭宗華.智能無(wú)線測(cè)溫裝置在萊鋼的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2012，25（7）：114-115.

[2] 王文賓，喬勝奇.變電站無(wú)線測(cè)溫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].農(nóng)村電氣化，2008：208-211.

[3] Prof.Pramod T.Shitole.Auto monitoring energy-efficient wireless sensor network system for a grape farmland[J].International Journal of Advanced Research in Computer Science and Electronics Engineering，2012，1（3）：120-122.

[4] 鄧偉.基于ATmega16和315射頻模塊的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[J].國(guó)外電子元器件，2007（2）：63-66.

[5] 張強(qiáng).基于CC2430的農(nóng)田無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)，2013（8）：29-30.

[6] Cai Bin，Jin Xinchao，Yan Shaomin，et，al.Application Research on Temperature WSN Nodes in Switchgear Assemblies Based on TinyOS and ZigBee[C]//.2011 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies （DRPT）.Shandong， Weihai，2011：535-538.

[7] 潘浩，董齊芬，張貴軍，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[8] Rui Gao，Hong Zhou，Gang Su.Structure of Wireless Sensors Network Based on TinyOS[C]//.Control，2011 International Conference on Automation and Systems Engineering（CASE），Singapore，2011：1-4.endprint

無(wú)線收發(fā)裝置采用TI/Chipcon公司開(kāi)發(fā)的CC2420，它是符合ZigBee技術(shù)的高集成射頻收發(fā)器件。它是基于Chipcon公司的Smart RF03技術(shù)，以0.18um CMOS工藝制成，外部元器件少，性能穩(wěn)定且功耗低。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)超過(guò)了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的要求，可確保短距離通信的有效性和可靠性。采用其進(jìn)行無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng)，適用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)采用基于nesC語(yǔ)言的TinyOS編程模型。TinyOS具有組件的體系和事件驅(qū)動(dòng)并發(fā)模型，其軟件設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)為各個(gè)組件程序設(shè)計(jì)過(guò)程。節(jié)點(diǎn)組件程序整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。它主要包括頂層配件、核心處理模塊和底層組件3層，其中底層組件即為功能實(shí)現(xiàn)模塊，它包括系統(tǒng)組件、時(shí)鐘組件、傳感器組件以及消息組件等。頂層配件描述組件間接口關(guān)系，核心處理模塊將各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)模塊整合為一個(gè)應(yīng)用程序，底層組件負(fù)責(zé)各個(gè)具體功能。

無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖4所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420及傳感器DS18B20進(jìn)行初始化。然后開(kāi)啟周期性定時(shí)器，定時(shí)到時(shí)單片機(jī)采集傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)其處理后通過(guò)CC2420無(wú)線發(fā)送。同時(shí)單片機(jī)可并行接收其它的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，若為溫度信息，則對(duì)其進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)發(fā)；若為控制信息，則對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理。

中心控制節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420進(jìn)行初始化并開(kāi)啟串口。中心控制節(jié)點(diǎn)一方面負(fù)責(zé)接收無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將其通過(guò)串口RS232傳送至上位機(jī)，另一方面負(fù)責(zé)通過(guò)串口RS232接收上位機(jī)發(fā)送的命令并將數(shù)據(jù)發(fā)送至測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)包括以下環(huán)節(jié)：首先在TinyOS的apps目錄下創(chuàng)建工程文件夾；然后采用nesC語(yǔ)言編寫(xiě)測(cè)溫系統(tǒng)各程序文件，包括頭文件、頂層配置文件、核心處理模塊文件以及底層功能文件；最后，對(duì)程序進(jìn)行編譯并下載到各個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件以Microsoft公司的Visual Studio 2010為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2008進(jìn)行信息管理，并用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)。

根據(jù)船舶溫度管理實(shí)際要求，設(shè)計(jì)了上位機(jī)各個(gè)溫度顯示界面。通過(guò)設(shè)計(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室不同地點(diǎn)溫度進(jìn)行采集處理，如圖6所示測(cè)溫系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)顯示各個(gè)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的信息。

4 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)了一種新型船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)和RS232串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確地獲取待測(cè)點(diǎn)的溫度，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)組織靈活，節(jié)點(diǎn)功耗低，抗干擾性強(qiáng)，能夠滿足船舶測(cè)溫實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。

參考文獻(xiàn)

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[3] Prof.Pramod T.Shitole.Auto monitoring energy-efficient wireless sensor network system for a grape farmland[J].International Journal of Advanced Research in Computer Science and Electronics Engineering，2012，1（3）：120-122.

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[5] 張強(qiáng).基于CC2430的農(nóng)田無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)，2013（8）：29-30.

[6] Cai Bin，Jin Xinchao，Yan Shaomin，et，al.Application Research on Temperature WSN Nodes in Switchgear Assemblies Based on TinyOS and ZigBee[C]//.2011 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies （DRPT）.Shandong， Weihai，2011：535-538.

[7] 潘浩，董齊芬，張貴軍，等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[8] Rui Gao，Hong Zhou，Gang Su.Structure of Wireless Sensors Network Based on TinyOS[C]//.Control，2011 International Conference on Automation and Systems Engineering（CASE），Singapore，2011：1-4.endprint

無(wú)線收發(fā)裝置采用TI/Chipcon公司開(kāi)發(fā)的CC2420，它是符合ZigBee技術(shù)的高集成射頻收發(fā)器件。它是基于Chipcon公司的Smart RF03技術(shù)，以0.18um CMOS工藝制成，外部元器件少，性能穩(wěn)定且功耗低。CC2420的選擇性和敏感性指數(shù)超過(guò)了IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的要求，可確保短距離通信的有效性和可靠性。采用其進(jìn)行無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)250kbps，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng)，適用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)采用基于nesC語(yǔ)言的TinyOS編程模型。TinyOS具有組件的體系和事件驅(qū)動(dòng)并發(fā)模型，其軟件設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)為各個(gè)組件程序設(shè)計(jì)過(guò)程。節(jié)點(diǎn)組件程序整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。它主要包括頂層配件、核心處理模塊和底層組件3層，其中底層組件即為功能實(shí)現(xiàn)模塊，它包括系統(tǒng)組件、時(shí)鐘組件、傳感器組件以及消息組件等。頂層配件描述組件間接口關(guān)系，核心處理模塊將各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)模塊整合為一個(gè)應(yīng)用程序，底層組件負(fù)責(zé)各個(gè)具體功能。

無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖4所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420及傳感器DS18B20進(jìn)行初始化。然后開(kāi)啟周期性定時(shí)器，定時(shí)到時(shí)單片機(jī)采集傳感器數(shù)據(jù)，對(duì)其處理后通過(guò)CC2420無(wú)線發(fā)送。同時(shí)單片機(jī)可并行接收其它的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，若為溫度信息，則對(duì)其進(jìn)行處理后轉(zhuǎn)發(fā)；若為控制信息，則對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理。

中心控制節(jié)點(diǎn)的程序流程圖如圖5所示，首先對(duì)單片機(jī)ATmega128L、無(wú)線收發(fā)裝置CC2420進(jìn)行初始化并開(kāi)啟串口。中心控制節(jié)點(diǎn)一方面負(fù)責(zé)接收無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)并將其通過(guò)串口RS232傳送至上位機(jī)，另一方面負(fù)責(zé)通過(guò)串口RS232接收上位機(jī)發(fā)送的命令并將數(shù)據(jù)發(fā)送至測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)包括以下環(huán)節(jié)：首先在TinyOS的apps目錄下創(chuàng)建工程文件夾；然后采用nesC語(yǔ)言編寫(xiě)測(cè)溫系統(tǒng)各程序文件，包括頭文件、頂層配置文件、核心處理模塊文件以及底層功能文件；最后，對(duì)程序進(jìn)行編譯并下載到各個(gè)測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。

3.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)軟件以Microsoft公司的Visual Studio 2010為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Server 2008進(jìn)行信息管理，并用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)。

根據(jù)船舶溫度管理實(shí)際要求，設(shè)計(jì)了上位機(jī)各個(gè)溫度顯示界面。通過(guò)設(shè)計(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室不同地點(diǎn)溫度進(jìn)行采集處理，如圖6所示測(cè)溫系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)顯示各個(gè)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的信息。

4 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)了一種新型船用智能無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線測(cè)溫節(jié)點(diǎn)和RS232串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞。測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確地獲取待測(cè)點(diǎn)的溫度，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)組織靈活，節(jié)點(diǎn)功耗低，抗干擾性強(qiáng)，能夠滿足船舶測(cè)溫實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。

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