无线传感器网络通信节点

2007-11-12 10:22 来源: 作者: 网友评论 0 条 浏览次数 2

1. 简介

本无线传感器网络环境监测系统硬件分为三部分:

(1)数据采集及发射节点:在本系统中,配置数据采集及发射节点,节点可以采集环境温度、湿度、光照度参数,数据采集时间间隔可以在出厂时进行设置,目前设置为每15分钟采集一次数据;

(2)数据转发路由节点:本节点完成数据转发功能;在大范围环境监测系统中,如果数据采集节点无法直接与网关进行通信,则可以通过转发路由节点进行数据转发,将数据多跳传输至网关节点。本节点不具有数据采集功能;

(3)网关节点:本节点能够接收通过无线网络传送的数据,将数据上传至主机。数据通信接口可以根据不同需要,使用RJ45网络接口、USB接口或串口,本系统中默认采用RJ45网络接口。

    节点具有网络自组织功能,即在通信距离范围内,节点寻找将数据传输至网关的最优路径,将数据传送至网关。如果节点本身不能直接与网关进行通信,则会自动寻找路由节点,将数据传输至路由节点,之后由路由节点将数据转发至网关。

 

2. 节点使用

 在无线通信能够建立的情况下,数据采集节点在上电启动后,红灯长亮一次,表示上电初始化成功,之后进行第一次数据发送,发送数据时,红灯亮,节点收到确认信息后,红灯熄灭。如果数据没有成功发送,则红灯一直保持常亮状态,并每隔15秒钟进行一次数据重传。如果重传两次后,数据仍旧没有发送成功则红灯闪烁三次,然后熄灭并进入休眠状态,等待下一个数据采集及发送周期,重新进行数据采集及发送。

 路由节点在上电成功之后红灯长亮一次,初始化成功后熄灭,在工作过程中无红灯指示。

 本系统中,网关接收数据后会向RJ45网络接口转发TCP协议的数据,在客户端可以建立网络连接,接收数据。

 

3. 电气参数:
无线通信频率:433MHz
无线信道传输速率:38.4Kbps;
无线信道编码方式:曼彻斯特编码;
平均传输距离:100~300明视传输距离(视环境而定);
网关电源:DC5V;
节点电源:2*AA电池;
电路工作温度范围:0°C~80°C
网络工作方式:
    默认IP地址:192.168.0.178
    子网掩码: 255.255.255.0
    网关地址:192.168.0.1
    网络工作方式:TCP Server
 
4. 网络数据通信协议:
 本系统协议符合部分HDLC协议方式,数据包起始字节为0x7E 0x42,数据包中若出现 7D,则替换为7D 5D,若出现 7E,则替换为7D 5E。
数据格式如下:
 
起始字节
(2 bytes)
目的地址
(2 bytes)
协议类型
(2 bytes)
组号
(1 bytes)
包长度
(1 bytes)
网络协议
(2 bytes)
节点号
(2 bytes)
网络协议
(2 bytes)
节点数据序号
(2 bytes)
 
网络协议
(1 bytes)
数据类型
(1 bytes)
数据协议
(2 bytes)
数据长度
(1 bytes)
网络协议
(2 bytes)
数据内容
(n bytes)
CRC
(2 bytes)
结束字节
(1 bytes)
 
例如:
串口接收到的数据包内容为:
7E 42 7D 5E 00 11 7D 5D 15 00 00 2C 00 01 00 01 00 00 00 E0 00 08 2C 00
82 90 53 06 48 00 5E 06 7E
起始字节为:0x7E 0x42;若在包中数据出现7E,将数据内容替换为7D 5E
目的地址为:0x7E 0x00,由于出现了7E,则替换为 7D 5E 00
协议类型:0x11
节点组号:0x7D;由于出现7D,则替换为0x7D 0x5D
数据长度:0x15
数据内容:根据数据长度及格式计算相应内容,数据内容包括了采集的数据结果以及数据协议的2字节,出现7D或7E而使协议增加的数据长度不计在内;
CRC:0x5E 0x06,由具体数据内容计算决定;
结束字节:0x7E
其中“数据类型”字段,“0x07”表示数据内容为节点电压,“0x00”表示数据内容为光照、温湿度包,本例中数据类型段为00,则表示为光照、温湿度数据包;
其中数据内容格式如下:
 
数据内容
(n bytes)
 
光照/电压
(2 bytes)
温度/空
(2 bytes)
湿度/空
(2 bytes)
 
例子数据内容段中为:82 90 53 06 48 00
则光照度数据为:0x82 0x90,温度数据为:0x53 0x06,湿度数据为:0x48 0x00 。
协议中所有双字节数据段,均为低位字节在前,高位字节在后
 
5. 注意事项
(1)、在系统启动时,先启动网关,然后启动路由节点以及数据采集节点;
(2)、如果使用过程中出现技术问题,请及时与我们联系。
 

 

 

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