系統(tǒng)硬件設計

　　Zigbee無線傳感器網絡節(jié)點設計

　　無線傳感器網絡中終端節(jié)點主要負責采集數據、處理和存儲本地信息，路由節(jié)點除具備終端節(jié)點的功能外還需存儲和轉發(fā)其他節(jié)點轉發(fā)的數據，協調器節(jié)點主要進行接收路由節(jié)點或者附近的終端節(jié)點傳送過來的數據，最終通過GPRS模塊進行數據的傳輸。在無線傳感器網絡中加入路由節(jié)點可實現網絡的多跳功能，解決了各節(jié)點間通信距離有限的問題[4]。各類節(jié)點在冷藏車內的分布可參照圖3。終端節(jié)點采集該節(jié)點處的溫度數據并且通過Zigbee網絡將采集到的數據傳送至最近的路由節(jié)點A，路由節(jié)點A采集本地的溫度數據并將本地的溫度數據以及終端節(jié)點傳送過來的數據經由Zigbee網絡一起傳送至最近的路由節(jié)點B，同理，路由節(jié)點B將本地的溫度數據、路由節(jié)點A處的溫度數據以及終端節(jié)點處的溫度數據傳送至協調器節(jié)點，由協調器節(jié)點進行數據的處理和進一步的數據傳送?！　?/p>

 

　　終端節(jié)點與路由節(jié)點的組成一樣，都是由電源供電模塊、按鍵響應模塊、無線模塊、傳感器模塊組成，如圖4所示。電源供電選用兩節(jié)5號電池，無線模塊選用TI公司的CC2430-F128，該芯片支持2.4GHz IEEE 802.15.4/Zigbee協議，其片上系統(tǒng)的功能模塊集成了CC2420 RF收發(fā)器、增強型工業(yè)標準的8051 MCU、128KB Flash、8KB SRAM等高性能模塊，具有高性能、低功耗等特點。傳感器采用DALLAS公司的DS18B20溫度傳感器，測量范圍-55℃到+125℃。　　

 

　　協調器節(jié)點的組成與終端節(jié)點及路由節(jié)點的組成類似，但是協調器節(jié)點中沒有傳感器模塊，此外，協調器節(jié)點中增加了串口通信接口用于與RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分連接，不再詳細介紹。

　　RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分設計

　　該部分中ARM嵌入式控制器選用STM32F103VET6，具有門數低、中斷延遲短且調試成本低的特點。負責RFID數據、地理位置信息數據的讀取、溫度信息的讀取以及GPRS數據發(fā)送。該節(jié)點可按照一定的時間間隔將數據通過GPRS傳送至監(jiān)控中心。該部分的組成如圖2所示。

　　系統(tǒng)軟件設計

　　無線傳感器節(jié)點采用IAR開發(fā)軟件進行節(jié)點類型的區(qū)分、Zigbee網絡的建立以及溫度數據的采集和接收等。RFID/GPS/GPRS信息采集與無線通信部分采用KEIL-MDK開發(fā)軟件實現數據采集、接收和發(fā)送。監(jiān)控中心采用SQL SERVER開發(fā)軟件利用數據庫構建各類服務器，完成對數據的處理、分析以及提供各類移動終端的溯源查詢。

　　圖5為整個系統(tǒng)工作的流程圖，圖6為無線傳感器網絡工作的流程圖，圖7為RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸工作流程圖。