0 导言
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是新一代的传感器网络，由很多无人值守、具有通讯和核算才能的微小型节点构成的自主探测体系。无线传感器网络的可快速布置、可自组网、高容错性及低功耗、通讯效率高、网络生计才能强、可靠性好、本钱低价等特色，能满意信息获取的实时性、准确性和全面性等需求，十分合适军事、工业等范畴的使用，尤其是习惯于恶劣的环境及户外条件用，其在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探究等范畴有着宽广的使用远景和巨大的使用价值，被认为是未来改动国际的十大技能之一、全球未来四大高技能产业之一。
跟着信息技能的开展和现代办理理念的改动，作为贮存、装卸、输转和供给油料基地的油库，也引进了无线传感器网络技能，其泵站、输油管线、油料配备和油库设施设备均可成为无线传感器网络的监测目标。针对油库常见的流量、压力、温度、湿度、液位、油气浓度等现场外表信息收集与处理存在的不便利，构建了油库传感器网络体系，完成了油库各类传感器外表信息的主动收集与处理。体系首要包含信息收集节点、无线网络、信息会聚终端、上位机信息处理中心等几部分。
本文要点介绍了信息收集节点的软硬件规划。信息收集节点是油库传感器网络体系的前端设备，是构成无线传感器网络的根底，是承载无线传感器网络的信息感知、数据处理和网络功用的根本单元，一切与传感器网络相关的协议、机制、算法等都需求在节点上完成并优化，担任收集各类外表传感器信号，并经过网络上传到信息会聚终端。本文中的信息收集节点运用通用化、模块化规划思维，选用同一处理器、壳体，配套不同无线模块的办法进行规划，包含壳体规划、硬件电路规划及配套软件规划。
1 硬件规划
本文规划的信息收集节点具有接口多、使用环境特别等特色，因而，节点在规划过程中，除满意使用功用要求外，还要满意环境习惯性、功用安稳性、电磁兼容性、防爆性等技能要求。该节点首要由壳体、电器部件、Ex电缆引进设备等部件组成。下面从硬件电路规划和壳体结构规划两个方面进行介绍。
1.1 硬件电路规划
信息收集节点硬件层首要包含4 个模块：电源模块、数据处理模块(包含存储器和微操控器)、无线通讯模块以及数据收集模块(包含传感器及其驱动接口电路)。在各单元模块中，中心部分为数据处理模块以及无线通讯模块。处理器作为传感器节点作业的“心脏”,在上面运转着嵌入式体系软件，从而对别的3个模块的作业进行操控;无线通讯模块首要担任与其他节点通讯，交流操控音讯和收发收集数据。信息收集节点模块结构框图如1所示。
1.1.1 电路原理规划
与其他无线传感器网络信息收集节点比较，本文规划的信息收集节点需求收集处理不同类型传感器信号，包含流量、压力、温度、湿度、液位、油气浓度等外表数据信息，各种外表信息源输出大概有以下几种制式：数字脉冲信号、1~5 V、4~20 mA、RS 485、HART 等;一起，还预留485总线，232串口，SPI接口，I2C接口和多路AD/DA接口，便利其他扩展功用使用，如衔接显示屏、打印机、键盘、GPS等。主板规划的难点是处理主板电磁兼容性规划和高集成度多接口小尺度电路主板规划难题。信息收集节点的主板电路原理框图如图2所示。
信息收集节点的微操控单元(MCU)选用TI公司低功耗单片机MSP 系列中的MSP430FG4618 类型，MSP430FG4618 具有集成度高、外围设备丰厚、超低功耗等长处，具有五种节能形式，合适于不同使用场合。
并且MSP430FG4618 带有12 位的高速AD 模块，即MSP430FG4618能够接纳数字量和模拟量，并且能够选用中止、守时方法丈量流量脉冲信号，因而，MSP430FG4618的使用能够大大简化电路规划。
信息收集节点的无线通讯模块依据详细实践使用，选用夏瑞(RENEX)公司的CORE1 无线模块或Chipcon公司的CC2420无线模块。其间，CORE1无线模块用于动态移动配备的通讯，CC2420无线模块用于固定设备的通讯。
信息收集节点电能由固定设备外表衔接电源或配备上本身车载电源供给。选用军等第的DC-DC电源直流调制模块，在9~18 V的宽电压输入规模内输出安稳的12 V直流电，在12 V根底上选用降压IC进一步骤制成其他安稳电压输出为MCU、无线通讯模块等供电。
电源原理电路如图3所示。
为维护信息收集节点，避免被烧坏或不能正常作业，本品使用了变压器型电源阻隔电路，按捺或消除了电源输入或许形成的搅扰。
1.1.2 元器件挑选
(1)一切元件尽或许选用外表贴装元件。外表贴装元件不只体积小，可有用下降电路板面积占用面积，便于PCB规划，更重要的是其引脚小，发射和接纳的电磁能量小，能够明显进步电磁兼容功用。
(2)一切集成电路尽或许选用CMOS 电路。CMOS电路具有的功耗低、抗搅扰才能强和宽作业安稳规模等特色，特别适用于规划要求，其间小规模集成电路无需特别要求均可习惯军品的环境习惯性要求。仅需对大规模集成电路选用军等第电路。但CMOS 电路的瞬间功率规划要求高，为此对每个集成电路均加装了去耦合电容。
(3)一切储能元件均尽或许挑选低容量值，并在电压和电流上加必定的约束。
