一、项目概述
1.1 导言
本文介绍了根据无线传感器网络的对环境监测的体系。该体系首要包含了对温度、湿度、光照、降水量、风速、沙尘的检测、信号的无线传输与接纳、信号的剖析处理。
该体系经过无线传感器节点对新疆必定范围内的环境进行监测，多个无线传感器节点运用无线路由节点与基站组成无线传感器网络，将数据上传至中心监控体系的上位机，进行数据的剖析与显现，完成了对具体环境的实时监测，及时对资源做出合理的装备。
1.2 项目布景/选题动机
新疆属温带大陆性气候。冬天长、酷寒，夏日短、酷热，春季秋时节改变剧烈。年均匀气温南疆为10℃，北疆准葛尔盆地为5－7℃，阿尔泰，塔城区域为2.5－5.0℃。1月份南疆均匀气温比北疆均匀气温高出10－12℃，7月份高出2－3℃。气温日差均匀可达12－15℃，最大可达20－30℃。新疆夏日相对湿度、冬天绝对湿度都不大，构成夏日干热，冬天干冷的特色。全区多年均匀降水量为145毫米，只要全国均匀年降水量630毫米的23％，而蒸发量约200毫米，南疆缺乏100毫米。北疆区域和山区的降雪量约占全年降水量的1／3。
新疆风多风大，并呈现北疆大于南疆，戈壁大于山区，盆地边际大于盆地内地的特征。劲风（即大于等于8级的风）是新疆农业气候首要灾祸。北疆西北部、东疆和南疆东部是劲风高值区，起风沙日数塔里木盆地一般在30天以上，北疆和东疆部分区域则在20天以下。近年来，南疆区域浮尘气候较曩昔呈现的愈加频频。
新疆日照丰厚，太阳辐射总量全年为542。10－646。35焦／平方厘米，仅次于青藏高原。
总的来说新疆天然生态环境具有以下特色：地域广阔但绿地面积不大气候干旱气温改变大，水资源总量丰厚，但时空散布不均；土地面积大，但林地面积小；土壤质量差且沙化，盐碱足在全国占有重要位置。以上天然生态环境特征决议了新疆在开发建设中，一旦被污染和损坏，将发生难以康复和永久性的成果。因此在人为的经济活动中，有必要尊守天然规律，注重新疆天然生态环境的基本特征。
从上面的概略咱们得知，在实践的生发日子过程中，对新疆进行必定程度的环境的检测的难度和必要，选用无线网络确保了数据传输的实时与有效性，这对日子和出产活动有必定的活跃意义。
2.1 功用要求
选用mega128芯片规划的节点不光可以实时监测到的对温度、湿度、光照、降水量、风速、沙尘数据，并且可以将收集到的数据经过cc1000无线协议将收集到的数据经过路由节点上传到嵌有tinyos操作体系的EVK1105主机，EVK1105主机将信号简略的处理剖析，一方面可以直观的将收集到的数据在液晶屏上做出显现，另一方面如果有必要则将数据实时反应到上位机上，由上位机做出愈加具体的判别从而再采纳活跃的办法。
图1 功用完成
2.2 功用要求
1 、由mega128组成的数据收集节点和路由节点可以完成完成数据收集、路由查找、无线发送功用
2、。由EVK1105完成的主机在其间嵌入的TInyos操作体系需对接纳到的数据做出处理剖析并实时的在液晶屏上显现和向上位机反应。
3、无论是数据收集节点仍是路由节点应满意：功耗低、快速组网、数据收集快速精确、实时传输的数据有效性和安全性杰出。
三、方案规划
3.1 体系功用完成原理
图2 体系硬件结构框图
3.1.1 数据传输：
以mega128作为数据收集的节点和路由节点，将完成如下的功用
图3数据收集和发送
3.1.2：数据传输网络：
比较有代表性的MAC协议有TMAC、SMA、CWiseMAC、BMAC、DMAC 等。路由协议有Gossiping、SPIN协议、LEACH协议、TEEN协议等。咱们挑选一般的射频芯片，可以自定义通信协议。从功用、本钱、功耗方面考虑，RFM公司的TR1000和 Chipcon公司的CC1000是抱负的挑选。这两种芯片各有所长，TR1000功耗低一些，CC1000灵敏度高一些，传输间隔更远。常见的无线芯片还有Nordic公司的 nRF905、nRF2401等系列芯片，由于功耗较高，接纳灵敏度比较低，开发难度较大，在实践的无线传感器网络中运用较少。
图4数据传送示意图
3.1.3：数据剖析和处理：
TInyOS是UC Berkeley（加州大学伯克利分校）开发的开放源代码操作体系，专为嵌入式无线传感网络规划，操作体系根据构件（component-based）的架构使得快速的更新成为可能，而这又减小了受传感网络存储器约束的代码长度。
3.2 硬件渠道选用及资源装备
3.2.1运用mega128单片机完成路由和收集节点模块。
3.2.2 运用EVK1105作为此项目中节点处理主机。
3.3体系软件架构
图5体系软件构架
3.4 体系软件流程
数据收集节点软件流程图 主机软件流程图
M为指定检测次数；N为已履行次数
无线数据传 电源办理
3.5 体系估计完成成果
可以对必定区域范围内的温度、湿度、光照、降水量、风速、沙尘一起做出实时监测，可以完成快组网、低功耗的数据丈量和数据的剖析处理。
来历：EEFOCUS
