基于wsn的無(wú)線防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)論文

④P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能，如表4-2所列。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號(hào)。表4-2P3端口引腳與復(fù)用功能表端口引腳復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST復(fù)位輸入端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗定時(shí)器（Watchdog）溢出后，該引腳會(huì)保持98個(gè)振蕩周期的高電平。在SFRAUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO位的默認(rèn)狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。ALE/地址鎖存允許信號(hào)。在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號(hào)用于鎖存低字節(jié)地址。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號(hào)，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。但是，在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，會(huì)跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在需要時(shí)，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置為“1”，從而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令執(zhí)行時(shí)ALE才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì)ALE屏蔽位置“1”并不起作用。程序存儲(chǔ)器允許信號(hào)。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)AT89S52在執(zhí)行來(lái)自外部存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期PSEN被激活2次。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過(guò)。/Vpp外部存取允許信號(hào)。為了確保單片機(jī)從地址為0000H～FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果鎖定位1被編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收12V編程電壓Vpp。XTAL1振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2振蕩器的反相放大器輸出。本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制器件，這是因?yàn)锳T89S52是目前應(yīng)用比較廣泛的MCS-51系列兼容單片機(jī)作為主控制器。由于AT89S52單片機(jī)芯片內(nèi)有時(shí)鐘振蕩電路，因此本系統(tǒng)單片機(jī)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)脈沖信號(hào)，具體電路設(shè)計(jì)如圖4.3所示。圖4.4單片機(jī)系統(tǒng)硬件電路原理圖圖中電容C1、C2的作用的是穩(wěn)定頻率和快速起振，其值為5~30pF,在此選擇30pF；晶振X1的振蕩頻率范圍在1.2~12MHz之間選擇，本系統(tǒng)中選擇12MHz。（2）電源電路：電源電路模塊為系統(tǒng)板上的其他模塊提供+5V電源。供電電源可由開(kāi)關(guān)電源提供，即能滿足。（3）時(shí)鐘電路模塊的設(shè)計(jì)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)為單片機(jī)芯片內(nèi)部的各種操作提供時(shí)間基準(zhǔn)。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，作為單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，典型的晶體振蕩頻率為12MHz。MCS-51系列單片的時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另一種方式為外部時(shí)鐘方式。（4）復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì)復(fù)位電路使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的狀態(tài)。當(dāng)在MCS-51系列單片的RST引腳處引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一位是按鍵復(fù)位。本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式。4.2電源電路在無(wú)線傳感網(wǎng)的電源電路有兩種供電方式，一種是用三節(jié)1.5V電池供電，一種是直接通過(guò)電源供電。當(dāng)要使用第二種供電方式時(shí)，J8斷開(kāi)。TPS79533起了穩(wěn)壓的作用，它將4.5V或電源電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)需要的3.3V電壓。在模塊中，BT+為電池正極，BT-為電池負(fù)極，為指示電量是否正常設(shè)置了發(fā)光二級(jí)管，當(dāng)電壓正常時(shí)，發(fā)光二極管亮。利用片內(nèi)ADC的功能，將采集的電壓值作為判斷電源是否是正常的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電壓降低時(shí)，就將重要數(shù)據(jù)及時(shí)備份，保護(hù)數(shù)據(jù)。圖4.5電源電路4.3串口通信模塊：在數(shù)據(jù)接收端，有下面兩種方法供選擇：RS-232是在任何時(shí)候都常用的接口之一。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺(tái)PC，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機(jī)的多種類型的電腦和與它們連接的設(shè)備。RS-232的最平常得用處是連接到一個(gè)Modem，其他擁有RS-232接口的設(shè)備包括打印機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊，測(cè)試裝置和控制回路。你也可以將RS-232用在任何類型得計(jì)算機(jī)之間的簡(jiǎn)單連接中。RS-232主要是處理兩臺(tái)設(shè)備之間的通信的，距離限制為50到100f，這決定于波特率和電纜類型。因?yàn)镽S-232端口被廣泛應(yīng)用，它的另一個(gè)用途是與一個(gè)把這個(gè)接口轉(zhuǎn)換成另一種類型的適配器相連。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單的回路將一個(gè)RS-232端口轉(zhuǎn)換成一個(gè)RS-485端口，這個(gè)端口可以和多臺(tái)設(shè)備相連并且可以使用更長(zhǎng)的導(dǎo)線連線。RS-232連接使用非平衡導(dǎo)線。盡管一個(gè)非平衡的狀態(tài)聽(tīng)起來(lái)像是一些應(yīng)該避免的東西，在這里它僅僅是指導(dǎo)線中信號(hào)的電氣特性。在一條非平衡導(dǎo)線中，信號(hào)電壓加到一條導(dǎo)線上，所有的信號(hào)電壓都使用一個(gè)公共的接地線。這種類型的接口的另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是單端。RS-232有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它是無(wú)處不在的。每一臺(tái)PC機(jī)都有一個(gè)或更多的RS-232端口。更新的計(jì)算機(jī)現(xiàn)在支持其他諸如USB這樣的串行接口，但是RS-232可以做很多USB無(wú)法做的事情。在微控制器中，接口芯片使得將一個(gè)5V串口轉(zhuǎn)換成RS-232變得很容易。連接距離可以達(dá)到50到100ft。大多數(shù)的外設(shè)接口都不會(huì)用于太長(zhǎng)的距離。USB連接最長(zhǎng)可以達(dá)到16ft，PC機(jī)的并口打印機(jī)接口與主機(jī)的距離可以達(dá)到10到15ft，或者利用IEEE-1284B型驅(qū)動(dòng)器可以達(dá)到30ft。但是RS-232可以使用更長(zhǎng)的電纜。如果每一個(gè)RS-232端口與一個(gè)Modem相連，你可以使用電話網(wǎng)在世界范圍內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。對(duì)于一個(gè)雙向連接，你只需要3條導(dǎo)線。一個(gè)并行連接一般需要8條數(shù)據(jù)線，兩條或者更多的控制信號(hào)線，和幾條接地線。所有的導(dǎo)線和更大的連接器使得價(jià)格累計(jì)起來(lái)就比較高了。(1)RS-232的缺點(diǎn)包括以下這些：如果連接的另一頭需要并行數(shù)據(jù)，它不得不將這個(gè)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)。但是利用一個(gè)UART，這很容易實(shí)現(xiàn)。串口是如此的有用，以至于尋找一個(gè)未用的串口可能會(huì)比較困難。PC機(jī)可以有多個(gè)串口，但是一個(gè)系統(tǒng)可能無(wú)法為每一個(gè)串口分配一個(gè)唯一的中斷請(qǐng)求信號(hào)。大多數(shù)的微控制器只有一個(gè)硬件串口。其中，RS-232電平轉(zhuǎn)換電路如圖3.10所示。在一個(gè)連接中不能有超過(guò)2臺(tái)以上的設(shè)備。指定的最大數(shù)據(jù)傳輸速率是每秒20000位。但是，很多接口芯片可以超過(guò)這個(gè)數(shù)值，尤其是在短程連接上。很長(zhǎng)的連接需要一個(gè)不同的接口。雙向RS-232通信的3個(gè)基本信號(hào)如下：TD：將數(shù)據(jù)從DCE傳輸?shù)紻CE也被稱作TX和TXD。RD：將數(shù)據(jù)從DCE傳輸?shù)紻TE。也被稱作RX和RXD。SG：信號(hào)地。也被稱作GND和SGND。(2)電壓RS-232的邏輯電平用正負(fù)電壓表示，而不是只用5VTTL和CMOS邏輯的正電壓信號(hào)表示。在一個(gè)RS-232的數(shù)據(jù)輸出（TD），一個(gè)邏輯0被定義為等于或者高于+5V，而一個(gè)邏輯1被定義為等于-5V或者比低于-5V。換言之，信號(hào)使用負(fù)邏輯，在這種邏輯中，負(fù)的電壓為邏輯1?？刂菩盘?hào)使用相同的電壓，但是使用的是正邏輯。一個(gè)正的電壓表示這項(xiàng)功能為開(kāi)，而一個(gè)負(fù)的電壓表示這個(gè)功能為關(guān)。RS-232接口芯片反向轉(zhuǎn)換這些信號(hào)。在一個(gè)UART的輸出引腳，一個(gè)邏輯1數(shù)據(jù)位或者一個(gè)關(guān)控制信號(hào)接近于5V，它在RS-232的接口產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電壓。一個(gè)邏輯0數(shù)據(jù)位或者一個(gè)開(kāi)控制信號(hào)接近于0V，它在RS-232接口產(chǎn)生一個(gè)正電壓。因?yàn)橐粋€(gè)RS-232接收器可能位于一條長(zhǎng)電線纜的末端，等到信號(hào)到達(dá)接收者的時(shí)候，它的電壓可能已經(jīng)削弱了或者加載了噪聲信號(hào)?？紤]到這種情況，在接受方最低要求的電壓要比在驅(qū)動(dòng)器處要低。一個(gè)比+3V高得多的輸入在RD處是一個(gè)邏輯0，或者在一個(gè)控制輸入處是一個(gè)開(kāi)。一個(gè)比-3V要低得多的輸入在RD處為一個(gè)邏輯1，或者在一個(gè)控制輸入處為一個(gè)關(guān)。根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在-3V和+3V之間的一個(gè)輸入的邏輯電平?jīng)]有定義。噪聲容限，或者電壓容限，是輸出電壓和輸入電壓的區(qū)別所在。RS-232的大電壓波動(dòng)導(dǎo)致一個(gè)比5VTTL邏輯寬得多的噪聲容限。例如，即便一個(gè)RS-232驅(qū)動(dòng)器的輸出為最小的+5V，它也會(huì)在接受方削弱或者噪聲峰值大到2V，并且仍舊是一個(gè)有效邏輯0。很多RS-232輸出有更寬的電壓波動(dòng)：±9V和12V是很平常的事情。這些都導(dǎo)致更寬的噪聲容限。最大允許的電壓波動(dòng)是15V，盡管接受方必須不受任何損害地處理高達(dá)25V的電壓。使用的另外兩個(gè)與RS-232有關(guān)的術(shù)語(yǔ)是Mark和Space。Space是邏輯0，而Mark是邏輯1。這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是多年以前機(jī)械記錄儀二進(jìn)制數(shù)據(jù)的，他們分別代表物理標(biāo)記和空白。(3)計(jì)時(shí)限制TIA/EIA-232包括最小和最大計(jì)時(shí)規(guī)定。所有的RS-232接口芯片都符合這個(gè)規(guī)定。指定的旋轉(zhuǎn)速度限制了接口的最大比特率。旋轉(zhuǎn)率是當(dāng)輸出切換時(shí)電壓變化的快慢的量度，并且描述了一個(gè)輸出的電壓變化的瞬間速度。一個(gè)RS-232驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)速度必須是每毫秒30V或者更少。限制旋轉(zhuǎn)速度的好處是它通過(guò)事實(shí)上消除由于電壓偏轉(zhuǎn)引發(fā)的問(wèn)題來(lái)改進(jìn)信號(hào)質(zhì)量，電壓偏移發(fā)生在傳輸有著快速上升和下降節(jié)拍的信號(hào)的長(zhǎng)距離連線上。但是旋轉(zhuǎn)速度也限制了一個(gè)連接的最大速度。在30V/us的速度下，一個(gè)輸出需要0.3us從+5V切換到-5V。RS-232的規(guī)定的最大波特率為20kbps，這個(gè)速度轉(zhuǎn)換成一個(gè)比特寬度為50us，或者在允許的最快旋轉(zhuǎn)速度下為166倍的切換時(shí)間。事實(shí)上，因?yàn)閁ART在位的中間附近讀取輸入數(shù)據(jù)，并且還因?yàn)榇蠖鄶?shù)的時(shí)間參考時(shí)鐘是非常準(zhǔn)確的，你可以安全的使用短到5到10倍的切換時(shí)間的位的寬度?？紤]到這些，有的接口芯片允許115kbps或者更高的波特率，即使這違反了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的建議。除了有一個(gè)最大的切換速度之外，RS-232驅(qū)動(dòng)器還必須符合最低標(biāo)準(zhǔn)以確保信號(hào)不在邏輯狀態(tài)之間的未定義區(qū)域停留。對(duì)于控制信號(hào)和其他40bps和更低的信號(hào)，信號(hào)線必須花費(fèi)不超過(guò)1ms的時(shí)間在有效的邏輯1和邏輯0之間的傳送區(qū)域，對(duì)于其他數(shù)據(jù)和時(shí)間信號(hào)，這個(gè)限制是4%的位寬，或者在20bps下為2us。信號(hào)的上升和下降次數(shù)也要盡可能的接近相等。(4)在5V邏輯和RS-232之間轉(zhuǎn)換很多微控制器有異步串口，但是它們的輸出和輸入使用5V邏輯而不是使用RS-232電壓。將5V落連接到一個(gè)RS-232端口需要轉(zhuǎn)換到RS-232電平和從RS-232電平轉(zhuǎn)換到5V邏輯。利用5V邏輯，我假定了TTL或者CMOS邏輯芯片使用的邏輯電平，這些芯片是由一個(gè)單一的+5V電源供電，信號(hào)電平以接地電平作為參考。對(duì)于TTL邏輯，一個(gè)邏輯低輸入不高于0.8V。一個(gè)邏輯高輸出必須至少為2.4V，而一個(gè)邏輯高輸入必須至少為2V。利用這些邏輯電平，一個(gè)接口可以有0.4V的噪聲信號(hào)而不至于產(chǎn)生錯(cuò)誤。這些邏輯電平應(yīng)用在初期的，標(biāo)準(zhǔn)的7400系列的TTL邏輯和他的派生系列，包括74LS74F和74ALSTTL。較早的利用NMOS技術(shù)制造的微控制器也使用這些邏輯電平。大多數(shù)的CMOS芯片定義了不同的邏輯電平，并且有更寬的噪聲容限。一個(gè)邏輯低CMOS輸出不高于0.1V，而一個(gè)邏輯低輸入可以高達(dá)20%的電源電壓，或者對(duì)于5V的電源輸入可以達(dá)到1V。一個(gè)邏輯高輸出至少為4.9V，而一個(gè)邏輯高輸入必須至少達(dá)到電源電壓的70%，或者對(duì)于5V電源輸入而言達(dá)到3.5V。使用這樣的邏輯電平的系列包括4000系列，74HC和74AC。有的CMOS芯片有TTL兼容輸出。這使得他們可以直接和CMOS或者TTL邏輯項(xiàng)鏈。遵循這個(gè)慣例的芯片包括74HCT邏輯系列和大多數(shù)的微控制器。（5）zigbee模塊的232與單片機(jī)開(kāi)發(fā)板232直連，RS-232是在任何時(shí)候都常用的接口之一。它不僅已經(jīng)被內(nèi)置于每臺(tái)PC，而且已被內(nèi)置于從微控制器到主機(jī)的多種類型的電腦和與它們連接的設(shè)備。RS-232的最平常得用處是連接到一個(gè)Modem，其他擁有RS-232接口的設(shè)備包括打印機(jī)，數(shù)據(jù)采集模塊，測(cè)試裝置和控制回路。你也可以將RS-232用在任何類型得計(jì)算機(jī)之間的簡(jiǎn)單連接中，在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)各單元中，核心單元為處理器單元以及射頻單元。處理器單元決定了節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理能力，路由算法的運(yùn)行速度以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)形式的復(fù)雜程度。而且不同處理器工作頻率不同，在不同狀態(tài)下消耗功率也不相同，因此不同處理器的選用也在一定程度上影響了節(jié)點(diǎn)的整體能耗和節(jié)點(diǎn)的工作壽命。射頻單元的選擇直接影響了無(wú)線通信使用的頻段、節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)通信的收發(fā)速率以及節(jié)點(diǎn)的通信距離等為了方便監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼?，需要串口?lái)連接單片機(jī)AT89S52，獲取節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的數(shù)據(jù)。單片機(jī)AT89S52連接串口到CC2430，必須加max232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)中因?yàn)槭莝ink節(jié)點(diǎn)故只需一路輸入輸出，VDD需要接電源并用C19接地。在從CC2430數(shù)據(jù)接受端，要將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行處理，之間要232串口線相連，用232串口線分別接在CC2430模塊的9針口和如下圖的9針口，并打開(kāi)單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的串口通信開(kāi)關(guān)。圖4.6max232串口電平轉(zhuǎn)換電路圖（6）usb轉(zhuǎn)232PL2303是Prolific公司生產(chǎn)的一種高度集成的RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器，可提供一個(gè)RS232全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利聯(lián)接的解決方案。該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)的UART，只需外接幾只電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號(hào)與RS232信號(hào)的轉(zhuǎn)換，能夠方便嵌入到手持設(shè)備。該器件作為USB／RS232雙向轉(zhuǎn)換器，一方面從主機(jī)接收USB數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為RS232信息流格式發(fā)送給外設(shè)；另一方面從RS232外設(shè)接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB數(shù)據(jù)格式傳送回主機(jī)。這些工作全部由器件自動(dòng)完成，開(kāi)發(fā)者無(wú)需考慮固件設(shè)計(jì)。圖4.7RS232-USB接口轉(zhuǎn)換器通過(guò)利用USB塊傳輸模式，利用龐大的數(shù)據(jù)緩沖器和自動(dòng)流量控制，PL2303HX能夠?qū)崿F(xiàn)更高的吞吐量比傳統(tǒng)的UART（通用異步收發(fā)器）端口,高達(dá)115200bps的波特率可用于更高的性能使用。其電路圖如上：RS-232的優(yōu)點(diǎn)；它是無(wú)處不在的。每一臺(tái)PC機(jī)都有一個(gè)或更多的RS-232端口。更新的計(jì)算機(jī)現(xiàn)在支持其他諸如USB這樣的串行接口，但是RS-232可以做很多USB無(wú)法做的事情。在微控制器中，接口芯片使得將一個(gè)5V串口轉(zhuǎn)換成RS-232變得很容易。連接距離可以達(dá)到50到100ft。大多數(shù)的外設(shè)接口都不會(huì)用于太長(zhǎng)的距離。USB連接最長(zhǎng)可以達(dá)到16ft，PC機(jī)的并口打印機(jī)接口與主機(jī)的距離可以達(dá)到10到15ft，或者利用IEEE-1284B型驅(qū)動(dòng)器可以達(dá)到30ft。但是RS-232可以使用更長(zhǎng)的電纜。如果每一個(gè)RS-232端口與一個(gè)Modem相連，你可以使用電話網(wǎng)在世界范圍內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。對(duì)于一個(gè)雙向連接，你只需要3條導(dǎo)線。一個(gè)并行連接一般需要8條數(shù)據(jù)線，兩條或者更多的控制信號(hào)線，和幾條接地線。所有的導(dǎo)線和更大的連接器使得價(jià)格累計(jì)起來(lái)就比較高了。在實(shí)際的使用中，一定要在電腦內(nèi)裝上相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，這樣就可以找到他的端口號(hào)（COM口）看清使用的那個(gè)端口，還要看電腦的操作系統(tǒng)。4.4ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)ZigBee無(wú)線傳感器基于IEEE802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議而設(shè)計(jì)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)路，該網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)，終端節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)各個(gè)傳感器模塊的信息采集和傳送。中心節(jié)點(diǎn)主要用于接收各個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的上傳數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行壓縮處理后通過(guò)擴(kuò)展接口傳送至服務(wù)器端,傳感器模塊采用51單片機(jī)控制，通過(guò)擴(kuò)展串口與采集模塊相連，其主要負(fù)責(zé)接收和處理采集數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)中傳感器采用的是數(shù)字溫度傳感器DS18b20，該傳感器的精度高，使用方便，傳感器的采集數(shù)據(jù)經(jīng)串口ZigBee模塊發(fā)送。由于擴(kuò)展了2個(gè)串口，可以根據(jù)實(shí)際需要方便、快捷地?cái)U(kuò)展其他類型的傳感器模塊。圖4.8ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖4.5器件的選擇4.5.1紅外傳感器的原理熱釋電紅外傳感器通過(guò)目標(biāo)與背景的溫差來(lái)探測(cè)目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升△T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓△U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，如鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。實(shí)質(zhì)上熱釋電傳感器是對(duì)溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個(gè)表面做成電極。在環(huán)境溫度有ΔT的變化時(shí)，由于有熱釋電效應(yīng)，在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷ΔQ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓ΔV。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷ΔQ會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，ΔT=0，則傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)生ΔT，則有ΔT輸出；若人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出了。所以這種傳感器也稱為人體運(yùn)動(dòng)傳感器。由實(shí)驗(yàn)證明，傳感器不加光學(xué)透鏡(也稱菲涅爾透鏡)，其檢測(cè)距離小于2m，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測(cè)距離可增加到10m左右。熱釋電紅外探測(cè)器（PassiveInfaredDetector，PIR）,即探測(cè)器本身不發(fā)射任何能量而只被動(dòng)接收、探測(cè)來(lái)自環(huán)境的紅外輻射。探測(cè)器安裝后數(shù)秒鐘就已適應(yīng)環(huán)境，并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用，在無(wú)人或動(dòng)物進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的紅外輻射穩(wěn)定不變，只是背景溫度，一旦有人體紅外線輻射進(jìn)來(lái)，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦就使熱釋電器件產(chǎn)生突變電信號(hào)。被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器形成的警戒線一般可以達(dá)到數(shù)米至數(shù)十米。而熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(cè)人或某些動(dòng)物發(fā)射的紅外線,并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。它的工作原理是基于熱釋電效應(yīng)，所謂熱釋電效應(yīng)就是當(dāng)一些晶體受熱時(shí)，在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷的電極化現(xiàn)象。同時(shí)，我們知道，任何高于絕對(duì)溫度（-273度）的物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。而人體一般在37度，紅外輻射也最為穩(wěn)定，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)為10微米（um）左右的紅外線，這正好落在探測(cè)范圍（8~12um）內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用型號(hào)KP500B雙源式熱釋電紅外探測(cè)器，其參數(shù)如表4-3所示。表4-3KP500B參數(shù)工作波長(zhǎng)(μm)平均透過(guò)率輸出信號(hào)(V)工作電壓(V)工作電流(mA)源極電壓(V)工作溫度(℃)視場(chǎng)有效距離（m）5-14＞75%＞2.52.2～158.5～240.4～1.1-20～+70138°×126°5～8結(jié)構(gòu)如圖4.8所示。A：探測(cè)元A；B：探測(cè)元B；D：接電源正極；S：信號(hào)輸出端；G：接地端；RG：高值電阻。圖4.9傳感器探測(cè)原理由于雙元式探頭采用互補(bǔ)技術(shù)，靜態(tài)情況下不會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)輸出。動(dòng)態(tài)情況下，人體經(jīng)過(guò)探頭先后被A元或被B元感應(yīng)，雙源失去互補(bǔ)平衡作用而產(chǎn)生信號(hào)輸出。當(dāng)人對(duì)著探頭呈垂直狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，不產(chǎn)生差值，雙源很難產(chǎn)生信號(hào)輸出。因此，探測(cè)器安裝的位置與人行走方向呈平行為宜，如上圖所示。菲涅爾鏡片為了增強(qiáng)監(jiān)測(cè)的能力，為傳感器加上了菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在傳感器上，第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。從外觀上看，菲涅爾鏡片表面刻錄了一圈圈由小到大，向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。圓環(huán)線多而密，感應(yīng)角度大，焦距遠(yuǎn)；圓環(huán)線刻錄的深，感應(yīng)距離遠(yuǎn)，焦距近。紅外光線越是靠進(jìn)同心環(huán)，光線越集中，而且越強(qiáng)。同一行的數(shù)個(gè)同心環(huán)組成一個(gè)垂直感應(yīng)區(qū)，同心環(huán)之間組成一個(gè)水平感應(yīng)段。垂直感應(yīng)區(qū)越多垂直感應(yīng)角度越大；鏡片越長(zhǎng)感應(yīng)段越多，水平感應(yīng)角度就越大。區(qū)段數(shù)量多被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度就小，區(qū)段數(shù)量少被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度就要大。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，本文介紹如何用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，他廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。

電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。電磁式蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)IO引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。S51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過(guò)一個(gè)三極管C8550來(lái)放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。

壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓），多諧振蕩器起振,輸出1.5～2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲鳴器。4.5.2蜂鳴器有二種，一種可以通過(guò)直流電壓控制，分5v,9v,12v超電壓使用，內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路則產(chǎn)生振蕩驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)出音調(diào)固定的聲音；另一種像喇叭一樣，可以用變化的電壓直接驅(qū)動(dòng)。改變頻率則可以控制音調(diào)，驅(qū)動(dòng)電壓的幅值控制音量大小。第一種蜂鳴器一般都有一個(gè)固定的頻率參數(shù)也就是它發(fā)出的聲音是不能變化的，就象食堂用的打卡器一樣，卡一貼近就發(fā)出都的一聲。第2種就不同了用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)第2種蜂鳴器后還可以使他演奏出美妙的音樂(lè)，我們只需要用簡(jiǎn)單的程序就可以控制單蜂鳴器所奏的頻率，也就控制了音調(diào)。蜂鳴器是利用給其內(nèi)部線圈不斷地通斷電流，造成蜂鳴器薄膜的振動(dòng)，從而產(chǎn)生空氣的振動(dòng)而發(fā)出聲音，不同的頻率可以控制發(fā)出不同的音調(diào)。我們?cè)谶B接有蜂鳴器的輸出引腳輸出高低不同的電平，只要控制高低電平的延時(shí)時(shí)間，就會(huì)產(chǎn)生不同的音調(diào)。要控制蜂鳴器引腳輸出能發(fā)出Do、Re、Mi、Fa、Sol、La、Ti七種音階的頻率。就要知道七種音階的頻率，通過(guò)頻率計(jì)算出高低電平的延時(shí)時(shí)間，利用程序控制不同的延時(shí)，達(dá)到輸出不同音調(diào)的效果。通過(guò)分析我們知道：用一定頻率的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器則可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的聲音信號(hào)。為了產(chǎn)生控制蜂鳴器的信號(hào)，最方便的方法就是采用盛群?jiǎn)纹瑱C(jī)的PFD功能（可編程分頻器：ProgrammableFrequencyDivider)。PFD功能實(shí)際上是讓單片機(jī)內(nèi)置定時(shí)器工作在普通定時(shí)器模式，而定時(shí)器的溢出產(chǎn)生控制PFD信號(hào)表4-4音階-頻率對(duì)照表圖4.10蜂鳴器實(shí)物圖4.11蜂鳴器與單片機(jī)的報(bào)警電路圖4.12Zigbee模塊的硬件介紹總結(jié)設(shè)計(jì)主要研究基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的報(bào)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)借助技術(shù)成熟的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集信號(hào)并傳送單片機(jī)處理，由單片機(jī)控制報(bào)警裝置。當(dāng)有人在進(jìn)入房屋時(shí)，安裝在相應(yīng)部位的傳感器馬上就能檢測(cè)到，并立即把信號(hào)傳送到控制中心，經(jīng)過(guò)一系列信號(hào)處理后，由單片機(jī)控制報(bào)警裝置開(kāi)啟，整個(gè)傳送過(guò)程只需幾秒種的時(shí)間，報(bào)警器就能報(bào)警，戶主就可以知道有陌生人進(jìn)入房間。首先，硬件部分我從二個(gè)模塊著手，首先是通過(guò)KP500B雙源式熱釋電紅外探測(cè)器采集信息，將信息傳到微處理器上，由核心控制模塊AT89S52單片機(jī)控制報(bào)警模塊，使它發(fā)出報(bào)警聲音，保證戶主能夠及時(shí)根據(jù)報(bào)警信息做出相應(yīng)的方法。其次，軟件部分在對(duì)芯片的管腳功能和用法以有充分的了解后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)硬件電路，包括傳感器采集信息電路、單片機(jī)控制電路，再編寫所需要的程序，然后通過(guò)軟件編程，實(shí)現(xiàn)了智能家居安防報(bào)警功能，解決了傳統(tǒng)人工安防受距離限制的問(wèn)題，這樣，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。在本次設(shè)計(jì)中，由于經(jīng)濟(jì)原因，重要芯片未購(gòu)買到，沒(méi)有焊接電路板，僅在理論上做了較深的論證，經(jīng)可行性分析，原理的設(shè)計(jì)已成熟，若能進(jìn)行硬件設(shè)備的搭建并調(diào)試成功，其具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景和工程指導(dǎo)意義。對(duì)軟硬件作適當(dāng)擴(kuò)充修改后，還可以應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、石油開(kāi)采設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制、農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況的監(jiān)測(cè)、交通管理系統(tǒng)及安防系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域?？偟膩?lái)說(shuō)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)清晰，資源利用合理，不失為一款高性價(jià)比的方案。參考文獻(xiàn)AkyildizIF,SuW,SankarasubramaniamY,etal.Asurveyonsensornetwork.IEEECommunicationsMagazine,2002,40(8)崔莉,鞠海玲,苗勇等.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展.2005,42(l)SHedetniemi,A.Liestman.Asurveyofgossipingandbroadeastingincommunic-ationnetwork.Network,2004,18(4)趙保華,張煒,劉恒昌,屈玉貴.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組劃分算法.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2004，24(2)AkkayaK,YounisM.Asurveyonroutingprotocolsforwirelesssensornetworks.AdHocNetwork,2005,3(3)孫利民,李建中,陳渝.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005,StipanicevDarko,MarasovicJadranka.Networkedembeddedgreenhousemonitoringandcontrol.IEEE,2003[J]宋迪,程志華,牛斗.WSN在新型蔬菜大棚中的應(yīng)用.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,[M]2008NouryN,HerveT,RialleV.Monitoringbehaviorinhomeusingasmartfallsensor.In:ProeeedingsoftheIEEE-EMBSSpeeialTopicConfereneeonMicroteehnologiesinMedicineandBiology.Lyon:IEEEComPuterSoeiety,2000鄭君剛,吳成東,文茅龍.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居中的應(yīng)用,智能建筑,[M]2005,8:N.knaian.Awirelesssensornetworkforsmartroadbedsandintelligenttransportationsystems.MScthesis，MIT2000劉華峰,金士堯.三維無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述.計(jì)算機(jī)應(yīng)用[M],2007,12(27)樊昌信,曹麗娜.通信原理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社2006.2孫利民等編著.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.5.IEEE802.15.4Wirelessmediumaccesscontrol(MAC)andphysciallayer(PHY)specificationsforLow-ratewirelesspersonalareanetworks(LR-WPANs)[S].牟連佳，某連泳.無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005,18(1)李善倉(cāng)，張克旺.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2008黃繼昌.徐佳玉.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例[M].人民郵電出版社.高偉.AT89單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社2008.2孫利民等編著.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.5.附錄Ⅰ外文文獻(xiàn)原文、譯文Therealizationofwirelesssensornetworksandapplicationsinagriculture1IntroductionWirelesssensornetworks(WirelessSensorNetwork,WSN)aredeployedinthemonitoringareabythelargenumberoflow-costmicrosensornodes,wirelesscommunicationthroughtheformationofamulti-hopnetworkself-organization.Theaimistoperceivecollaboration,collectionandprocessingofnetworkcoverageintheperceptionofobjects,andsendobservers."Sensors,sensingobjectandtheobserver,"constitutethethreeelementsofthenetwork.Herethatthesensorisnotinthetraditionalsenseofthesimpleperceptionofphysicalsignalsandthesensorintoadigitalsignal,whichisthesensormodule,dataprocessingmoduleandwirelesscommunicationmoduleintegratedinasmallphysicalunit,thatis,enhancedfeaturesthanmanytraditionalsensorscannotonlybeawareofenvironmentalinformation,butalsodataprocessingandwirelesscommunicationcapabilities.Withthebuilt-insensornodesinavarietyofsensors,wheretheenvironmentcanmeasureheat,infrared,sonar,radarandseismicsignalsandothersignalstodetecttemperature,humidity,noise,lightintensity,pressure,soilcomposition,movingobjectthesize,speedanddirection,andsomanyphysicalphenomenaofinteresttous.Wirelesssensornetworkisanewmodeofinformationacquisitionandinformationprocessing.Becauseoftheshortageofwaterresourcesareataconsiderabledegree,plus90%ofthewaste,untreatedsewageorhandlingstandardsfordirectdischargeofwaterpollution,waterqualityislowerthan11%ofagriculturalwatersupplystandards.Wateristhelifebloodofagriculture,isthecontrollingelementoftheecologicalenvironment,butitisalsostrategiceconomicresources,extractionofgroundwaterbypumpirrigationoffarmland,rationaluseofwaterresources,developmentofwatersupply,improvetheecologicalenvironmentinChinaiscurrentlyaccurateAgriculturekey,souseofirrigationwaterandenergysupplyintoday'sworldisthegeneraltrendoftechnologicaldevelopment.2Overviewofwirelesssensornetworks2.1ThesystemarchitectureofwirelesssensornetworksWirelesssensornetworksystemarchitectureshowninFigure1,typicallyincludesensornodes,aggregationnodesandmanagementnodes.Cloudsintheobservationareasensornodesinordertoconstituteanetworkofself-organizedmanner.Sensornodeprocessingthecollectedinformation,thewaytomulti-hoprelaytheinformationtransmittedtothesinknode.ThenthroughtheInternetormobilecommunicationnetworkandotherchannelstoreachmanagementnode.End-usersthroughthemanagementofwirelesssensornetworknodemanagementandconfiguration,releasemonitoringtasksorcollectreturndata.2.2Thecharacteristicsofwirelesssensornetworks(1)self-organization.Asthenetworkandthenetworkitself,thephysicalenvironmentinwhichtheunpredictabilityoffactors,suchas:cannotpre-setexactlocationofthenodecannotknowinadvancetherelationshipbetweenthenodesadjacenttosomenodesbecauseofenergydepletionorothercausesofdeath,newnodesjoinandsoon,makethenetworkdeploymentandexpansionwithouttheneedtorelyonanyofthedefaultnetworkinfrastructure,layeredprotocolbetweennodesanddistributedalgorithmsbycoordinatingtheirbehavior,anodecanquicklystartautomaticallyaftertheformationofaseparatemulti-hoproutingnetwork.(2)multi-hoprouting.Limitedcommunicationdistanceofnodesinthenetwork,thenodecanonlycommunicatedirectlywithitsneighbors,ifbeyondtherangeofitsRFcommunicationnodes,youneedtoberoutedthroughintermediatenodes.(3)thespatialdistributionofalargearea,nodedensity,thenumberishuge.(4)data-center.Inwirelesssensornetworks,peopleusuallyonlycareaboutaregionwithinacertainnumericalobservations,andnottothespecificobservationsconcernedasinglenode.(5)Nodecapacityconstraints.Theenergyofsensornodes,processingpower,storagecapacityandcommunicationabilityandsoisverylimited.①Powerenergyrestricted.Astheminiaturizationofsensornodes,nodebatterypowerislimited,andbecausephysicalconstraintsmakeitdifficultfornodestoreplacethebattery,sobatterypowerlimitationsofsensornodesisthewirelesssensornetworkdesignoneofthemostcriticalconstraints,whichdirectlydeterminesthenetwork'sworklife.②computingandstoragecapacityislimited.Bringlow-costmicrosensornodesweakprocessor,memorycapacityofsmallfeatures,soitcannotperformcomplexcalculations,andthetraditionalInternetnetworkprotocolsandalgorithmsontherelativematurityofwirelesssensornetworks,toocostly,difficulttouse,mustthereforebesimple,effectiveprotocolsandalgorithms,suchastheZigBeeprotocol.③communicationislimited.Typically,theenergyconsumptionofwirelesscommunicationandcommunicationdistancedEtherelation:E=kdn.Where2<n<4.Nisusuallytakenas3.2.3Theshortcomingsofwirelesssensornetworks(1)energyislimited.Sensornodesareusuallypoweredbyordinarybatteriesorlithiumbatteries,theenergylimited.Inunattendedenvironments,wirelesssensornetworkapplicationsisoneofthebottlenecks.(2)nodecostishigher.Currentlyonthemarketpriceinthousandsofsensornodesoverthewirelesssensornetworknodesneedmany,limitingpromotetheuseofwirelesssensornetworks.(3)Thepoorsecurity.Asaresultofwirelesschannel,distributedcontroltechnology,thenetworkmorevulnerabletopassiveeavesdropping,activeintrusionandotherattacks.(4)collaboration.Individualsensornodesareoftenunabletocompletethetargetofmeasurement,trackingandrecognition,whilethenumberofsensornodesneedtoexchangeinformationthroughthealgorithmondataobtainedforprocessing,aggregationandfiltering,thefinalresult.3thecurrentwirelesssensornetworkapplicationsinagricultureViewofthewatershortageandthedemandforfarmlandirrigation,irrigationequipmentundertheexistingconditionsofapplicationfieldsofcrops,soil,waterdistribution,etc.,forpreciseanalysisofthecurrentagriculturalsolvedkeytechnicalproblems,weproposeauseofwirelesssensornetworktechnology,suitableforlargeareasofagriculturallandIntelligentIrrigationControl.

3.1ThesystemworksOfSCMsystemwithmultiplesensorsonthehumidity,temperature,rainfall,pH,waterevaporation(windspeed)andairtemperature,andotherinformationcollectiontoachievethepreciseautomaticirrigationcontrolfield,theoutputofthesignalinformationthroughawirelessfull-duplexPublicdatatransmissionsenttothecontrolcentertransceivermodule(embeddedsystems)todeterminewhethertoactivatethepumpforthefarmwatersupply,watersupplyornot,thissameinformationsentbytheGPRScommunicationthroughtheInternettoremotecontrolcenters,remotemonitoring,andsomemodelsbycomputertoprocessinformation,makeawatersupplyplan.

3.2HardwareDesignofWirelessSensorNetworksWirelesssensornetworkmodelisdifferentfromthetraditionalwirelessnetworkinfrastructure,network,monitoringtheregionbyalargenumberofsensornodesrandomlydispenser(thenode),coordinatedbythenodeandquicklysetuptheirowncommunicationsnetwork,undertheprincipleofpriorityforenergyefficiencydivisionofworktasksformonitoringregionalinformation.Self-organizingpropertiesofthenetworkwhenthenodefailureisreflectedinthenewnodeisaddedorwhenthenetworkiscapableofadaptivere-establishedtoadjusttheoveralldetectionaccuracy,givefullplaytoitsadvantagesinresources,thatis,eachnodeinthenetworkwithdatacollectedinadditionbothdataforwardingfunctionsmulti-hoprouting.Wirelesssensornetworkscomposedofnodesineachcategorybythegeneraldataacquisition,dataprocessing,datatransmissionandpowerthefourparts.Eachofmicrocontrollerhardwareandsoftwaredesignarethesame.Thedesignofthestudydesignwasonlyforasinglechipsystem.Bemonitoredintheformofphysicalsignalsdeterminesthetypeofsensor.EmbeddedprocessorsareoftenusedCPU,suchastheMOTOROLAcompany's68HC16,C51MCUandsoon.Datatransmissionunitcanbeselectedfromlow-power,short-rangewirelesscommunicationmodules,butconsideringtheanti-theftandnaturaldamage,thesystemchoosesthelargerpower,transmissiondistanceofSA68D21DL,farmerscanbeplacedintheofficeorhome,themaincontroller.Figure2depictsthecompositionofthenode,inwhichthedirectionofthearrowindicatesthatthedataflowdirectioninthenode.

3.3ThemaincontrolsystemInthissystem,thecontrolnetworkandInternethostsastheconnectionbetweenthewirelesssensornetworkprotocolconversiongateway.ThehardwareusedZhiyuanElectronicsMiniARMembeddedcomputermodules.MiniISAseriesacquisitionboardstructureusingsmartcard,thatcardonthebuilt-inMCU.MCUontheboardon-boardI/Oportscontrol,toachieveI/Odatabuffer,therebyreducingtheinterfacetothehostboardforMiniISAdependence,savingthehostdataprocessingtime,toensureMiniISAsystemmoreefficientoperation.MCUboardcanalsocollectdataoroutputdataforfurtherprocessing.SystemschematicshowninFigure3.

3.4Designoftheremotecontrolsystemismainly

GPRScommunicationsystem,GPRSandInternetnetworkaccesssystem,themonitoringcenterconsole-friendlyinterfacedisplaycontrolsystem.ThispartofthehardwarecanbeappliedtoexistingmobiletelecommunicationscompaniesandInternetresources,softwareandprofessionalcapabilitiestoconsiderthecostofindependentdevelopment,theproposedapplicationoftheexistingremotesoftware,suchas"BallRemoteControl"software,remotemonitoringequipmentCo.,Ltd.inHunanProvinceTheRC-2000remotecontrolsoftwarevisualizationsystem.ConcludingRemarksThispaperreviewsthenodesofwirelesssensornetworks,characteristics,andcurrentapplicationsinagriculture,research-basedembeddedsystems,intelligentwideareaoffarmlandoutofthewatersupplysystem,waterisdetectedfieldinformationtocontinuethroughtheautomaticcontrolElectricwaterpumptostart,andrealizedtheremoteGPRScommunications,PC,tolearnthroughthehealthsystemandoverwhichitcontrolled,automaticacquisitionofsoilinformationtodeterminewhethertoactivatethepumpfromthelineforthefarmwatersupply,whichisinlinewithChina'sruralareasbasicnationalconditions.Thesystemissimple,clickonthesystemtransformation,canbedesignedcourtyardautomaticwatersupplysystems,automaticwatersupplysystemandagardengreenhouseautomaticwatersupplysystem,sothescalabilityofthesystemisbetter,relativelybroadprospects.Today'swirelesssensornetworkasanewhotspotinthefieldofinformation,involvinginterdisciplinary.Withthereducedcostsensorsandrelatedsolutionstocontinuousoptimizationproblems,suchaspowerconsumptionanddatafusionalgorithmismoresmall,nodelocalizationalgorithmincontinuousimprovement,andmoreadvancedwirelessRFmodule,wirelesssensornetworkswillbemoreinagriculturewiderangeofapplications.1microcontrollerfeaturesofthedevelopmentoftechnologySCMhasbeentheresince,SCMtechnologyhasgonethroughnearly20yearsofdevelopmentjourney.Throughoutthepast20yearsofSCMExhibitionhistorywecanseethattheSCMtechnologytothedevelopmentofthemicroprocessor(MPU)technologyandultra-large-scaleintegratedcircuittechnologyfortheExhibitionforthepilottopullawiderangeofapplications,showingmorepersonalitythanthemicroprocessortrendofdevelopment：

SCMlonglifeheresaidthelong-life,ontheonehandreferstothedevelopmentofSCMproductscanbestableandreliablework10,20,ontheotherhandreferstothemicroprocessorcomparedtothelonglife.Withtherapiddevelopmentofsemiconductortechnology,MPUreplacementfaster,to386,486,586astherepresentativeoftheMPU,withinaveryshorttimetobeoutofBureau,andthetraditionalmicrocontrolleras68HC05,8051,andsohasbeen15yearsofage,theoutputisstillrising.ThisisfromItsapplicationtothecorrespondingareasofadaptation,ontheotherhandisduetosuchCPUasthecore,integratedwithmoreI/OfunctionsSCMmoduleofthenewseriesemerging.ItisexpectedthatthesuccessfullistingoftherelativelyyoungcoreCPU,alsowiththeI/Omodulesoftherich,havealonglifecycle.NewtypesofjoiningtheCPU,theSCMteamhasgrowntotheuserbringsmorechoice.

8,16,32-bitmicrocontrollercommondevelopmentthisisthecurrentSCMtechnologydevelopmenttrendsoftheother.Foralongtime,single-Machinetechnologyisthedevelopmentofeight-oriented.Asmobilecommunication,networktechnology,multimediatechnology,andotherhigh-techproducts

Accesstofamily,32-bitmicrocontrollerapplicationshavebeendevelopedbyleapsandbounds.Motorola68KfortheCPUtothe32ofthe97SCMAugustsalesof10million.ThatbecauseofthepasteightSCMfunctionisgrowing,moreandcheaper32-bitmachine,16SCMlivingspaceislimited,and16-bitmicrocontrollersfromthedevelopmentofbothvarietiesandproduction,inrecentyearshavesubstantiallymore。OfgrowthSCMfasterdevelopmentintheMPUdemonstratedbythefasterclockfrequencyisincreasingasthehallmark.TheSCMisdifferent,toenhanceSCManti-disturbancecapacity,lowernoiseandlowerclockfrequencywithoutsacrificeSCMofferingscomputingspeedisthepursuitoftechnologicaldevelopment.8051MCUwithsomemanufacturerstoimprovetheinternalwhentheMCUSequence,withoutraisingtheclockfrequencyofconditions,toraisealotfaster,MotorolaMCUisusedSuoRingoftechnologyorinternalfrequencytechnologytotheinternalbusspeedsignificantlyhigherthanthefrequencyoftheclockgenerator.68HC08microcontrollerto4.9Mwithexternalandinternalclockoscillatorof32M,and32-bitmicrocontrollerseriesM68Ktheuseof32KexternaloscillatorfrequenciesUpto16MHzinternalclockabove.

Low-voltageandlowpowerconsumptionsincethemid-1980s,NMOStechnologySCMgraduallyreplacetheCMOSprocess,thepowertoDroppedsubstantially,withtheultra-large-scaleintegratedcircuittechnologyfrom3μmofdevelopmentto1.5,1.2,0.8,0.5,0.35。Andtherealizationofnearly0.2μmtechnology,alldesignedsothatstaticclockfreque