無線傳感器節點是環境監測系統網絡的基本單元,節點設計的好壞直接影響到整個系統網絡的質量。其主要負責對環境信息的采集和處理,并發送自己采集的環境監測數據給相鄰節點或將相鄰節點發過來的數據轉發給基站或更靠近基站的節點。無線傳感器節點由傳感器模塊(傳感器、A/D轉換器)、處理器模塊(處理器和存儲器)、無線通信模塊(無線收發器)和能量供應模塊(電池或電源)4部分組成。
一、傳感器模塊
主要負責監測區域內環境信息的采集和數據轉換。環境監測傳感器主要采用了溫濕度傳感器(SHT10)、二氧化碳傳感器CO2(TGS4161)、MQ-2煙霧傳感器和KE-25型氧氣傳感器等。
二、處理器模塊
處理器模塊是整個節點的中心,其他模塊都要通過處理器來聯系,因此處理器性能的好壞決定了整個節點的性能。主要負責整個傳感器節點的操作、存儲和處理本身采集的數據以及其他節點發來的數據,微處理器負責協調節點各部分的工作,通常選用嵌入式。該設計采用CC2430芯片,CC2430使用的8051CPU是一個單周期的兼容內核,它有三種不同的訪問總線,其中包括中斷控制器,內存仲裁器,8KBSRAM,32/64/128/256KB閃存塊。
三、無線通信模塊
無線通信模塊負責與其他傳感器節點進行無線通信、交換控制消息和收發采集數據。CC2430具備一個IEEE802.15.4兼容無線收發器,其中的RF內核控制無線模塊,另外它還提供了一個連接外部設備的端口,從而可以發出命令和讀取狀態,操縱各執行電路的事件順序。同時無線設備還包括數據包過濾模塊和地址識別模塊。
四、能量供應模塊
能量供應模塊為傳感器節點提供運行所需的能量,環境監測系統的設計采用可充電的鋰電池。CC2430具有不同的運行模式,使得它尤其適應超低功耗要求的系統。運行模式之間的轉換時間短進一步確保了低能源消耗。
本文對于環境監測系統無線傳感器節點四大模塊的介紹已經十分詳細了,四大模塊之間的相互獨立又協調配合,共同實現了整個數據的采集、傳輸功能。