【正文】 ，無線傳感器網(wǎng)絡的核心是支持傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。 蔬菜大棚 是一 個能夠 改變 農(nóng)作物 生長環(huán)境、為 農(nóng)作物 生長 提供 最佳條件、避免四季變化 以及 惡劣氣候 等外界環(huán)境 對其影響的場所。目前國外的大型農(nóng)用設備之間的信息傳輸大都采用 CAN 總線標準規(guī)范，但各公司內(nèi)部又都有自己獨立的 CAN 總線高層用戶協(xié)議，因而成為用戶研究以及二次開發(fā)的障礙。具體來說，無線傳感器網(wǎng)絡可分成兩個組成部分：傳感器節(jié)點與傳感器網(wǎng)絡。在無線傳感網(wǎng)的設計中，設計者首先要考慮的是盡可能降低傳感器節(jié)點的能耗，延長網(wǎng)絡生命的周期，而不是提高帶寬的利用率和服務質(zhì)量。 網(wǎng)絡動態(tài)變化大 無線傳感器網(wǎng)絡是一個動態(tài)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，它會不斷的發(fā)生變化。 目前 ，利用耦合振蕩器的同步技術(shù) 來 實現(xiàn)網(wǎng)絡無狀態(tài)自然同步 的方法也倍受 矚目 ，這是一種高 效率 的、 能夠 無限擴展的時間同步新技術(shù)。傳感器節(jié)點通過自組織 的 方式構(gòu)成網(wǎng)絡，將采集到的數(shù)據(jù)沿著 其它的 節(jié)點 逐步 進行傳輸 ，最終 傳輸?shù)斤@示模塊進行數(shù)據(jù)顯示。 4 系統(tǒng)硬件設計 STC89C52高性能 8位單片機 （ 1）、 STC89C52基本介紹 STC89C52 是 采用 ATMEL 高密度非易失存儲器技術(shù)制造的，它與工業(yè)標準的MCS51 輸出管腳和指令集相兼容。 圖 STC89C52引腳排列圖 （ 2）、 STC89C52功能 特性 8K 字節(jié)程序存儲空間 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間 32位 I/O 口線 4 KB EEPROM 3個 16 位定時器 /計數(shù)器 4個外部中斷 個 七 向量 四 級中斷結(jié)構(gòu) ，能夠 兼容傳統(tǒng) 51的 五 向量 二 級中斷結(jié)構(gòu) （ 3）、 STC89C52主要參數(shù) 6 時鐘 /機器周期與 12 時鐘 /機器周期 兩種 可 供 任意選擇，指令代碼 能夠 完全兼容傳統(tǒng) 的 8051 范圍： 0～ 40MHz，相當于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作 頻率可達 48MHz ： ～ （ 3V 單片機） 或者 ～ （ 5V 單片機 ） 8K 字 節(jié) 的 用戶應用程序空間 5. 片上集成 有 512 字節(jié) 的 RAM 6. 有 32 個 通用 I/O 口，復位 之 后為 P0/P1/P2/P3 ； P0 口是漏極開路輸出， 當它作為總線擴展 使 用時，不用加上拉電阻 ；當它 作為 I/O 口 使 用時， 則 需 要 加上拉電阻 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用 仿真器 ，無需專用 編程器 ， 能夠 通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序 8. 具 備 EEPROM 功能 9. 有 3 個 16 位 定時器 /計數(shù)器 ， 即 定時器 T0、 T T2 10. 通用異步 串行口 （ UART）， 還可 以 用定時器 軟件 實現(xiàn)多個 UART 4 路，下降沿中斷 或者 低電平觸發(fā)電路 ， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒 ： 40～ +85℃ （工業(yè)級） / 0～ 75℃ （商業(yè)級） 13. PDIP 封裝 NRF24L01 無線模塊設計 （ 1）、 NRF24L01 基本介紹 NRF24L01 是一款新型的單片射頻收發(fā)器件，它工作于 GHz～ GHz ISM 頻段 ；其內(nèi)置功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器、頻率合成器等功能模塊，并且融合了增強 ShockBurst 技術(shù)，其中輸出功率與通信頻道能夠通過程序進行配置。 若重發(fā) 的 次數(shù) (ARC)已經(jīng) 達到 了 上限， 則 MAX_RT 置 為 高 電平 ，保留 TX FIFO 中 的 數(shù)據(jù)以便再次重發(fā) ； MAX_RT 或 TX_DS 置 為 高 電平 ，使 得IRQ 變 為 低 電平 ， 從而 產(chǎn)生中斷， 傳達給 MCU。 NRF24L01具有無線發(fā)射和接收的功能，下面將統(tǒng)一介紹它的工作模式以及配置字。 每個 DHT11 傳感器都是在非常精確的濕度校驗室里進行校準的。例如：當光學窗口的傳輸速率達到 50% 時（若此時設置光學窗口，則測量出的結(jié)果能夠變成 倍），將 傳感器的靈敏度從默認狀態(tài)改變成 2 倍，此時便可以忽略光學窗口的影響了。 4. 檢驗印制電路板：在裝配的過程中應加上接地系統(tǒng)是為了防止產(chǎn)生靜電，此外還需要注意 PCB 設備的運輸與存放。 8. 沖擊電流 ： 第一次向 CMOS 集成電路供電時，它的內(nèi)部邏輯有可能會由于存在沖擊電流而導致不穩(wěn)定，所以需要特殊考慮電力布線、電力耦合電容、接地布線寬度以及路由的連接方式。但是對于內(nèi)部自帶字符發(fā)生器的控制器而言，顯示字符就相對簡單多了，它可以使控制器工作在文本模式，根據(jù)在 LCD 上開始顯示的行列號和每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應的地址，從而設立光標 ，接著送上該字符對應的代碼即可。多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成了壓電式蜂鳴器，某些壓電式蜂鳴器的外殼上還裝有發(fā)光二極管。 為了進一步區(qū)分有源蜂鳴器和無源蜂鳴器，還可以使用萬用表的電阻檔 R x 1 檔進行測試。 電源模塊電路圖如下圖 ： 圖 電源模塊電路圖 5 系統(tǒng)可靠性設計及調(diào)試 為了保證 整個系統(tǒng) 的 結(jié)構(gòu) 能夠 簡單方便， 但是又 考慮到 蔬菜大棚環(huán)境自動控制 系統(tǒng)所處的環(huán)境 有 可能會比較 復雜 ，工作現(xiàn)場有時候可能會 受到 比較嚴重的干擾， 所以這就要 求 單片機 的 應用系統(tǒng) 不僅要 有較強的抗干擾能力， 還要能夠 使用硬件資源 。 一般 用失效率、可靠度、平均無故障時間這些特征量 來 描述可靠性的定量指標。這個時候 再 根據(jù)提示 來 判斷出錯的可能性在哪 里 ，并在可能出錯的程序位置之前設置斷點，進行全速斷點運行。 傳感器模塊定時檢測這些參數(shù)，檢測到這些參數(shù)后，通過無線模塊 NRF24L01 發(fā)射出去，當無線接收模塊接收到這些參數(shù)后， 則會將這些參數(shù)顯示在液晶顯示模塊 LCD1602 上面，與此同時，當無線接收模塊接收到的這些參數(shù)大于某個閥值時，則蜂鳴器就會報警。特別感謝指導老師丁衛(wèi)紅教授的指導及幫助。在此，我要向 丁 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝。還記得上學期，從選題工作到基本確定并完成選題，都是在導師的每一步的精心指導下完成的，傾注了 丁 老師大量的時間和心血。本文介紹的系統(tǒng)設計有一定的實用性，但該系統(tǒng)在設計過程中仍 存在 很多 的 漏洞 ，仍然 需要在智能化方面加以 改進，尤其 是在節(jié)省功耗，提高穩(wěn)定 性 等方面。該 論文比較系統(tǒng)地介紹了硬件的組成及 其 設計方法 ，并 利用 了 單片機 C 語言完成了系統(tǒng) 的 軟件設計。對于這些錯誤，應該使用萬用表進行檢測，然后把焊接好的元器件拔下來重新焊接或者采取把某些缺 少的器件補焊接上去等措施。 除此之外， 可靠性 還可以用來作為一種 統(tǒng)計的概念，這就 表明，在一定的時間 內(nèi)某 個產(chǎn)品或系統(tǒng)的正常完成預定功能指標的概率 。 它 有可調(diào)版與多種固定電壓版 兩種 ， AMS1117器件在最大輸出電流 情況下 的壓差 要 保證最大不得 超過 V， 且會 隨 著 負載電流的減小而 逐步 降低 。接通電源之后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流將會通過電磁線圈，從而使 得電磁線圈產(chǎn)生磁場，導致振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下周期性地振動發(fā)聲。處于不同行時的字符顯示地址如下： 顯示字符 1 2 3 4 5 6 7 第一行地址 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 第二行地址 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 顯示字符 8 9 10 11 12 ?? 第一地址 07H 08H 09H 0AH 0BH ?? 第二行地址 47H 48H 49H 4AH 4BH ?? 圖 LCD1602 與單片機的連接 報警模塊設計 (1)、蜂鳴器簡介 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，它采用的是直流電壓供電。 LCD1602能夠 顯示 出 兩行 的內(nèi)容 ，每行 16 個字符 的 液晶模塊（ 顯示字符 與 數(shù)字 ） ， 通過指令編程能夠?qū)崿F(xiàn) LCD1602 模塊 的讀寫操作以及屏幕與光標的操作。單獨加入輸入端的電壓比接地電壓低時，導致任一寄生元件工作，當沒有電源電壓提供給 IC 時，不要給輸入端施加電壓。 2. 錯誤安裝與端口短路 ：如果想要實現(xiàn)在預制 PCB 電路板上和因特網(wǎng)連接共享的目的，則 需要注意的是因特網(wǎng)連接的方向性以及可撤銷性。產(chǎn)品采用的是 4 針單排引腳封裝形式，這種封裝形式連接方便，對于特殊的封裝形式可 以根據(jù)用戶的需求來提供。 相應的數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息是從 MISO 輸出傳送給 MCU的。 NRF24L01 無線模塊電路圖 如圖 所示： 圖 NRF24L01無線模塊 當 NRF23L01進行 接收數(shù)據(jù)時 ,首先 應該 將 NRF24L01配置 設定成 接收模式， 然后延遲 130 μs進入 到 接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。 TX_PLD 必須在 CSN 為低 電平 時 才能 連續(xù)寫入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時只要 寫入一次 就可以了。 STC89C52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 RXD 和 TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端 。用 STC89C52單片機實現(xiàn)對蔬菜大棚環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)處理 ；采用無線收發(fā)芯片 NRF24L01 來實現(xiàn)無線收發(fā)功能 ，從而完成對蔬菜大棚環(huán)境參數(shù)的控制。 (4)、 基