如何使用ANT傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　隨著傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)和無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟，其在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、生態(tài)監(jiān)測(cè) 和智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)測(cè)量精度低、實(shí)時(shí)性差、部署工作量大和成本高等不足，成為工程應(yīng)用領(lǐng)域一個(gè)備受關(guān)注的課題。

　　本文 研究 了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議 分析 比較了 目前 廣泛使用的 ZigBee 、 ANT 等通信協(xié)議 的優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)溫室及 智能 樓宇 等應(yīng)用環(huán)境的 溫度變化規(guī)律和空間 特征 ，設(shè)計(jì)了基于 ANT 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、?jié)點(diǎn)電路圖和節(jié)點(diǎn)軟件流程圖并最終實(shí)現(xiàn) 了整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)。 經(jīng) 測(cè)試驗(yàn)證 本系統(tǒng)符合 最初的 設(shè)計(jì)目標(biāo)：超低功耗、實(shí)時(shí)性和低成本 。本文 所做 的主要 工作 如下：

　　1 、 針對(duì) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ZigBee 協(xié)議開發(fā)難度大 、開發(fā)周期長(zhǎng)、成本高 等缺點(diǎn) 充分利用 ANT 協(xié)議易開發(fā)、低成本、超低功耗等 優(yōu)勢(shì) 并 結(jié)合溫度監(jiān)測(cè)的 實(shí)際 應(yīng)用環(huán)境， 設(shè)計(jì)了基于 ANT 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 。 本系統(tǒng)由三種節(jié)點(diǎn)組成：傳感器節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集并發(fā)送溫度數(shù)據(jù)，中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)接收溫度數(shù)據(jù)并將其傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)接收所有節(jié)點(diǎn)采集的溫度數(shù)據(jù)并發(fā)送至用戶客戶端。 節(jié)點(diǎn) 主要 由溫度傳感器、微處理器和 ANT 引擎 三大部分 構(gòu)成。

　　2 、 分析比較市場(chǎng)上廣泛使用的溫度傳感器、微 處理器和 ANT 芯片型號(hào)，設(shè)計(jì)了以DS18B20 為溫度傳感器、 MSP430 單片機(jī)為微處理器、 nRF24AP2 為 ANT 引擎的超低功耗節(jié)點(diǎn)。 DS18B20 與其他溫度傳感器相比，具有適當(dāng)?shù)臏y(cè)溫范圍和精度，極簡(jiǎn)單的接口；MSP430 單片機(jī)與 51 等 其他型號(hào) 單片機(jī)相比， 功耗更低，開發(fā)更簡(jiǎn)單 ，更適合用于 以電池作為電源 的系統(tǒng)； nRF24AP2 是開發(fā)者普遍使用、在 我 國(guó)市場(chǎng)上易于購買的 ANT 芯片。

　　3 、 基于分層思想設(shè)計(jì)了傳感器節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)的軟件。三種節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)分三層實(shí)現(xiàn)，分別是應(yīng)用層、接口層和驅(qū)動(dòng)層。應(yīng)用層主要 實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的初始化和消息處理；接口層主要實(shí)現(xiàn)消息的構(gòu)建和解碼；驅(qū)動(dòng)層主要實(shí)現(xiàn) 位、字節(jié)的讀寫。 遵循軟件測(cè)試的基本原則，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了單元測(cè)試、集成測(cè)試和性能測(cè)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能和性能。