一种基于SimpliciTI的433MHz无线灌溉传感器网络的设计和应用

摘要

无线传感器网络产业已经成为未来最具战略意义和发展前景的信息网络术。433MHz作为无线传感器网络常用的技术之一,被广泛应用于无线传感器网络中。目前,由于无线传感器网络网络具有复杂、耗电量大、电池寿命短等缺点,限制了其应用范围。本文设计的硬件电路主要针对的是网络中的节点进行设计,采用的是TI的CC430F5137这款芯片。
　　首先本文设计了无线传感器网络中节点的硬件电路和PCB电路板,此硬件电路包括电源管理模块、JTAG接口电路、传感器接口、LED和射频电路等。本文通过对上述电路进行详尽的分析和测试后,发现电路不仅具有良好的射频参数,而且也能满足低功耗的需求。其次,为了得到更高的发射功率和更远的输出距离,本文还设计了一种可选择性打开与关闭的PA(Power Amplifier)电路。再次,本文借鉴了SimpliciTI的网络特点,提出了一种基于SimpliciTI的网络,设计了数据中心和节点的软件流程。最后论文测试了节点的传输距离,此传输距离和低功耗完全可以满足农业灌溉的需求。
　　本系统采用一个CPU通信控制单元实现数据的采集及传输功能,大大降低了系统成本。采用符合农艺灌溉制度的采集和通信体制,大大降低了无线传感单元的功耗,使得我们的无线传感设备采用普通锂电供电可以使用1年以上。全面监测为主、阀控为辅减低投资,可实现精准水量计量。可实现监测、调度、预报、计费、网络管理维护一体化管理。

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第一章 绪论

1.1课题的研究背景和现状

1.2农业灌溉的现状和节水灌溉的必要性

1.3本文的主要工作及组织结构

1.4本章小结

第二章 无线传感器网络的关键技术

2.1几种常见的无线通信技术

2.2 SimpliciTI网络简介

2.3系统方案设计

2.4 本章小结

第三章 节点硬件电路和PCB的设计与实现

3.1芯片选型

3.2硬件电路的设计

3.3印刷电路板（PCB）板的设计

3.4本章小结

第四章 基于CC430F5137的设计和测试

4 .1 C C 430F 5137的介绍

4.2射频和电流测试

4.3本章小结

第五章 系统软件流程

5.1网络结构

5.2基于的SimpliciTI 的设计方案

5.3软件流程图

5.4本章小结

第六章 通信距离和实际应用中应注意的问题

6.1通信距离

6.2射频功率放大电路的设计

6.3本章小结

第七章 总结及展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢