农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置的制造方法_3

文档序号:9167405阅读:来源:国知局
dbm表示分贝毫伏;
[0106] 通过对CH_N0和HFREQ_PLL设置簇间工作频率,第二通信模块的工作频率设置为 433MHz ;通过PA_PWR设置输出功率为IOdbm ;
[0107] 工作频率计算公式为 /K422+ (CH_N0) /10) * (1+HFREQ_PLL)),单位为 MHz ;
[0108] 模块设置启动簇间组网定时器4t,设置跳数初始值为装置进入簇间组网阶段,且 处于等待状态;: t=2*网络拓扑中树的高度伙尸节点收发一帧数据的时间+端到 端的延时时间,网络高度A由装置所在区域的面积、控制中心的位置和通信模块的发射功 率所确定。
[0109] 簇间组网帧格式:
[0110]
[0111] 步骤2、第二通信模块收到控制中心传送来的簇间组网帧信息,首先从簇间组网帧 信息的跳数字段提取跳数值、转发该帧的节点地址和剩余能量;
[0112] 步骤3、在簇间邻居信息表中查找该邻居节点的信息,有该节点信息则将该组网帧 信息中跳数值与表中跳数值进行比较,簇间组网帧信息跳数值小于表中跳数值,则修改邻 居信息表中跳数段值,并在修改后转发该帧,大于则不转发该帧;邻居信息表中没有该地址 信息,但该帧中跳数值小于或等于表中跳数值,则保存该帧信息,同时修改入网标记InNet_ Sign=I,在修改跳数字段和节点地址字段后向邻居节点转发该帧;
[0113] 步骤4、组网时间Tnet未到,则等待组网时间到,并返回第一步;
[0114] 步骤5、组网时间Tnet到,则检查入网标记,入网标记为1,退出簇间组网阶段;
[0115] 步骤6、判断标记,标记为0,则每隔1秒钟发送一次申请入网帧,有邻居簇首应答, 且应答帧中跳数字段比自身当前设置的跳数字段小,则保存该簇首节点信息;
[0116] 步骤7、如果连续发送3次申请入网帧都没有应答,则退出组网阶段,并通过第一 通信模块广播控制命令帧,通知簇内传感器节点进入休眠状态,等待唤醒。
[0117] 所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置的控制方法,它包括行 簇内组网,参照图6,是本实用新型簇内组网的流程示意图。是通过第一通信模块实现,在簇 间组网结束后,装置启动簇内组网时间定时器心4=5*0VAVC)* 为网络中总的传感器 节点数,Λ?为网络中总的簇数。
[0118] 簇内组网帧格式:
[0119]
[0120] 所述行簇内组网包括:
[0121] 步骤1、初始化簇内组网定时器,发送簇内组网帧;
[0122] 步骤2、接收簇内传感器节点的应答帧,提取节点地址和剩余能量信息,将其存入 簇内邻居节点信息表;
[0123] 步骤3、判断组网时间,组网时间未到,则返回步骤2 ;
[0124] 步骤4、计算簇内无线工作频率,将工作频率广播给簇内节点;
[0125] 步骤5、计算节点工作时序,并将该时序广播给簇内节点;
[0126] 步骤6、修改第一通信模块工作频率和休眠时间定时器TSleep,进入休眠状态,等 待定时时间到唤醒工作。
[0127] 所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置的控制方法,它包括信 息采集、处理和传送,所述信息采集和处理包括:
[0128] 步骤1、数据采集及处理过程由定时器或第一处理器启动;
[0129] 步骤2、控制电源给传感器供电,然后延时5S ;
[0130] 步骤3、读入传感器数据,并对数据进行数字滤波;
[0131] 步骤4、对数据进行数据融合处理;
[0132] 步骤5、将结果存储进内存RAM和扩展的NAND Flash芯片。
[0133] 所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置的控制方法,它包括数 据传送,所述数据传送包括:
[0134] 步骤1、工作开始,装置被定时器中断从休眠状态唤醒或被第一通信模块或第二通 信模块外部中断唤醒,启动工作时间定时器;
[0135] 步骤2、定时时间未到,需传送自身数据时,自身数据传送给簇内节点则通过第一 通信模块传送,自身数据传送给控制中心则通过第二通信模块将自身数据传送至下一簇首 节点;
[0136] 步骤3、定时时间未到,第二通信模块接收到数据,且该数据需要转发,则转发该数 据。
[0137] 定时时间到则控制电源给传感器供电。
[0138] 数据的传送不成功时,重复传送3次,3次不成功则结束,等待下一次触发。
[0139] 数据帧的格式:
[0140]
[0141] 校验字段是前面所有字节的累加和,即采用累加和校验;数据字段一次最多能传 送6种传感器数据,即一种传感器数据占有3个字节。
[0142] 传感器数据格式:
[0143]
[0144] 其中类型表示的是传感器类型,在本实用新型中,主要定义了如下传感器类型:
[0145] 1)0x01 :室内空气温度
[0146] 2)0x02 :室内空气湿度
[0147] 3)0x03 :室内土壤温度
[0148] 4 ) 0x04 :室内土壤湿度
[0149] 5)0x05 :室内土壤水分
[0150] 6) 0x06:室内光照度
[0151] 7)(^07:室内(:02
[0152] 8)0x08 :室外空气温度
[0153] 9)0x09 :室外空气湿度
[0154] 10) OxOA :室外土壤温度
[0155] 11) OxOB :室外土壤湿度
[0156] 12) OxOC :室外土壤水分
[0157] 13) OxOD :室外光照度
[0158] 14) OxOE :室外 C02
[0159] 15) OxOF:室外风速
[0160] 16)0x10 :室外风向。
【主权项】
1. 一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置,它包括:第一处理器模块,其 特征在于:第一处理器模块与第二处理器模块、传感器模块、存储模块、显示模块、远程通信 及定位模块和第一处理器供电管理模块导线连接,第二处理器模块与第一通信模块、第二 通信模块、控制模块、状态指示模块和电源管理模块导线连接。2. 根据权利要求1所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置,其特征 在于:第一处理器模块与第二处理器模块通过I/O 口连接,与传感器模块通过I/O 口连接, 与显示模块和远程通信及定位模块通过RS232接口连接,第二处理器模块与控制模块、第 一通信模块、第二通信模块、控制模块、状态指示模块和电源管理模块通过I/O 口连接。3. 根据权利要求1或2所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置,其 特征在于:所述通信模块为射频通信模块,射频通信模块工作在433MHz、868MHz和915MHz 的频段,通道宽度间隔为200KHz。4. 根据权利要求1或2所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置,其 特征在于:第一处理器模块为DSP模块,第二处理器模块为MSP430F169模块。5. 根据权利要求1或2所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置, 其特征在于:所述传感器模块包括空气温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器、 光照度传感器、CO 2传感器,其中空气温湿度传感器采用1线总线的数字式温湿度传感器 AM2306, 土壤温度传感器采用1线总线的DS18B20数字式传感器,土壤水分传感器采用 ECH2O,光照度传感器采用I2C总线的数字式传感器TSL2561。6. 根据权利要求1或2所述的一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置,其 特征在于:它还包括电源单元,电源单元为太阳能和蓄电池供电。
【专利摘要】本实用新型公开了一种农田簇树型异构传感器网络双频双核控制装置及组网方法,它包括:第一处理器模块,第一处理器模块与第二处理器模块、传感器模块、存储模块、显示模块、远程通信及定位模块和第一处理器供电管理模块导线连接,第二处理器模块与第一通信模块、第二通信模块、控制模块、状态指示模块和电源管理模块导线连接;本实用新型解决了现有技术的农田传感器网络计算能力有限、通信容易受到干扰可靠性差等技术问题。
【IPC分类】H04W84/18
【公开号】CN204836599
【申请号】CN201520573256
【发明人】杨靖, 王霄, 覃涛, 张凯, 杨鑫, 李泽滔
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月3日
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