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1、水环境监测系统节点软件设计本文中设讣的监测丹点选取IAREmbeddedWorkbench为开址坏境.编程语盲为C语言【仙.应用这款毎成开发环境设计开发节点的软件.方便快捷，开发效率高.并且此开发环境的Cg編译器能够忙成高效幷可靠的可执拧代码，同时能够针对具体的芯片进厅代码优化.本监测系统的节点软件设讣k耍包抹隘度传感器的测鼠程用.畢于CC3430fUZigbm网帘的廿点Z问通们程序以朋汇聚廿点F1上位机通过-t11灯数脚的处理程用4.1监测节点初始化程序设计温度监穂节点主要功能厲矍运用传感器去采锯H标水域的話度值.井通过传感器微据线将数字伯号件输到单儿饥的I/O口幷任单片机屮处理，然后通过R
2、F射频摸块将戲?仃勺无线发送踣汇舉节点，上位机通过卅1读取汇聚节点接豎敌戡.晟店可以再在后台系统对转换后的伯号信息进帝査询D水环境监测节点是作丸整个系姣工作的第一环节.皱投放在訂标水域实施数据液址匚作.监测节点稈序总休设计如阁41所示.”亠一.Ftf,*RmiS阁11临测节点桎斥总体讪计监测背点实施數据棗集工作之询、戢先设置眼片机CC2430(W钟频率.站后设置稳用器，一整个系统循环等特一直到稳斥器供电稳定.隨后初始化单片机的输入输出錨U,在本系统中，传感器的监测敌抑:从POU输入，即把POLH殳疋为输入模式，即将内部的输出卜拉驱动管关闭，将P0置LCC2430的4个定时器分别是16位定时器（
3、定时器1）MAC定时器（定时2）.8位定时器（定时器3和4）,单片机种通过控制寄存器TxCTL来控制定时器操作,这世采用输出比较模式來进行典吃的输入捕获和输出比较操作.CC2430具有兼容RF收发器,是以业界领先的CC2420射频核心为基础的,节点之间的无线通苗便采用IEEE802.154定义卜的24GHz直接序列扩频频谱（DSSS）RF调制恪式來进fj（4SL添加介门狗程序以保证也片机运行铠定，防止收到外界磴场干扰.IIS测廿点的系纯初始化如图42图4.2节点初始化涼秤图4.2温度数据采集模块程序设计本系统是対11标水域的相关物理参数进行测屋从而完咸实时监测的功能，数据伫息是通过相关传感器进
4、行采集,本监测节点搭载DS18B20温度传感器实现水环境温度的采集和传输.DS1SB20的温度检测的-个工作周期可分为两个部分,即温度检测和数据处理在DS18B2D共仃三种形态的存储器资源.它们分别是：ROM只读存储器.RAM数抑:暂存器，EEPROMIE易失性记忆体。根据DS18B20的通们协议，DS18B20只能作为从机，而单片机系统作为主机，单片机控制DS18B20完成一次温度转换必须经过3个步骤：复位、发送ROM指令、发送RAM指令.毎次对DS18B20的操作都要进行以上三个步骤问。复位过程为:DS1SB20的所有通佶都由复位脉冲组成的初始化序列开始.该初始化序列由匸机发出.后銀由DS
5、1SB20发出的存在脉冲(presencepulse)。虹片机将数拥线抑低至少480uS然施杯放数抑:线等待15-60uSilDS18B20接收伫：；,DS18B20接收到们号后，会把数据线拉低60-240uS.L机检测到敌卅线被拉低后标识虹位成功.发送ROM指令:ROM折令表示主机对系统上所接的全部DS1SB20进行寻址,以确定对那个DS1SB20进行操作,或者是读収某个DS1SB20的ROM序列号。发送RAM指令：RAM指令用于单片机对DS1SB20内部RAM进行操作，如读讹寄器的值，或占设置寄仔器的值.DS1SB20的或J时.?图如图43所j；根据实际测试的情况总结出了以卜的DS18B2
6、0操作步骤:(1初始化DS18B20：(a) t先控制数据线,将其设置为高电平位“1”：(b) 然厉进行延时,延时的时间要尽虽的短,不过不要求特别精确和严格:(c) 接着再将数抓线祝为低电平“0”：(d) 阳进行延时操作，延时的时何大致在480微秒到960微秒左右:(e) 将数据线拉回到高电平位“1”：(f) 延时等待.初始化成功时,DS18B20将在1550毫秒间产生-个低电平“0”,这个电位的变化可以用來确定它的存在但是为了避免用序陷入死循环，冋该限制延时等待的时间,进行必要的超时控制:(g) 如果CPU读到数拥线的低电平“0”麻，仍需耍进行延时，延时的时间耍从数抑线拉到高电、“1”算起.
7、也就是从第(e)步的时间算起，并11至少要480微抄：(h) 赧后以将数抑;线拉到高电平“L结束。(2) DS1SB20的写操作:a)数据线置低电平“0”：(b) 延时确定时何设鬥为小15微秒的值，例如为2微妙：(c) 发送字节按由低到高的順序,每次只发送一位:d)延时一个大于60微秒的时何：e)拉数据线到高电平,并延时一个小于15微秒的时何(可以设为2微秒):(f)重交上述a)(f)的步骤.将所仃的了节都发送出：g)录后将数据线拉至岛电半.(3) DS1SB20的读操作:(a)拉高数据线:b)延时2微秒：c)拉低数据线：d)延时一个小于15微秒的时何.这里为2微秒：(e)拉高数据线，并设迓端
8、口状态为输入状态：f)延时4微秒.或冷是其他小于15微秒的时何：II由i.ncin*；.ul号.ricir)編度.电用为佶34出羯:.；.：A).为估MX遇怙Hkflftn崔it/HMnA&lX*MUiAitt.AWHlitoAr*tf%iUl图4.8监测15点之间数据传送程序设计滅程图可以G出监测节点都具有路由转发的功能ID号和路由衣都固化在硬件节点之中系统初始化之厉,测a到的数据信息就按照路由路径在节点之间传递并到达汇聚节点,通过串口得到数据侑息.43.2串口通信程序设计伤置于斥边的汇聚节点通过无线接收到监测水域内监测*点发送來的数拥伫息.将敌犯信息送至廿点fpu,I：位机通过串口读収敌拯
9、并作进一步处理，实现整个数据的传输过程.图4.9是汇聚节点接收转发数据流程图。WWHIt图4.9汇聚节点接收转发数据滅程图汇聚节点接收到水域内监测节点的数据们息后上传至上位机，汇聚节点将数据们息发送到弗口的程序如卜：voidDataToPort(UINT8*pBuf)UINT8*buf,UINT8temBufll;UINT81；if(byte)osal_strien(pBuf)=10)teniBuffOla1;foi(i=l;i=0IW域0：CoorchnateX=-2W/L区域1:CoorclinateX0&CoordinateY/CoordinateX=0&CoordinateY/Coor
10、dinateX2W/L域3：CoorclinateX0&CoordinateY/CoordinateXD(head.sink)的节点则父节点为head.无子节点:如果对于D(I.sink)=D(Lhead)的节点，如果D(I,sink)cwtmtwxuvwrOWYHTi0s-107US1921Mp13Q1UCX7e11NL1130)14sAUX4ISitlMjU1*3IS3afuNUU4sflAU/0c212471e147NLUbH3iO12NUUwn12IBM4/n03i34UU1215sM3NUUIUQ3i111lM傅3M11NUU13Q14Z”0116314AUXM44MXAMXAUiNUUffl4.14廿点倍息表执行算法之后.确定簇头节点簇成员肖点并得出路由表的网络拓扑仿賀图如图4.15所，：节员%头成O图4.15执行粽法Z厉的网络拓扑仿真图
水环境监测系统节点软件设计
