【文章內(nèi)容簡介】 ireless Sensor Networks，WSN)）即是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集量化、處理融合和傳輸。傳感器、感知對象和觀察者構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素，無線傳感網(wǎng)絡(luò)綜合了微電子技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等先進技術(shù)。它能夠協(xié)同地實時檢測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或檢測對象的信息并對其進行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者。具體來講，WSN 兼具有感測、運算與網(wǎng)絡(luò)的能力，通過傳感器來偵察周圍環(huán)境的溫度、濕度、光照、氣體濃度等，并有無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳送給監(jiān)控著。 無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有無需固定設(shè)備支撐的特點，可以快速部署同時具有易于組網(wǎng)、不受有限網(wǎng)絡(luò)的約束，使其適合應(yīng)用于難以使用傳統(tǒng)有限通信機制的惡劣環(huán)境，比如一些STC89C52(MCU)RF2401GSM 網(wǎng)絡(luò)DTMF 雙音多頻濕度傳感器溫度傳感器煙感傳感器光照傳感器STC89C52(MCU)RF2401濕度傳感器溫度傳感器煙感傳感器光照傳感器危險的工業(yè)環(huán)境如煤礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實施實時、高效的安全檢測；同時無線傳感器可以避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)收集方式給環(huán)境帶來的侵入式破壞，因此可以被應(yīng)用于水資源、大氣等環(huán)境監(jiān)測；隨著無線終端設(shè)備的廣泛使用，無線傳感網(wǎng)絡(luò)利用無線通信技術(shù)高效的進行異構(gòu)傳感網(wǎng)絡(luò)互連，數(shù)據(jù)處理和融合，可被廣泛的應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測和預(yù)報、監(jiān)控護理、智能家具、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車間和倉庫管理以及機場、大型工業(yè)園區(qū)的安全檢測等領(lǐng)域。下面就幾個主要的應(yīng)用方面進行說明： 軍事領(lǐng)域因為傳感網(wǎng)絡(luò)是由密集型、低成本、隨機分布的節(jié)點組成的，自組織性和容錯能力使其不會因為某些節(jié)點在惡魔攻擊中的損壞而導(dǎo)致整個系統(tǒng)的崩潰。美國國防部遠景計劃研究局已投機幾千萬美元，幫助大學(xué)進行“智能塵埃”傳感器技術(shù)的研究。在軍事應(yīng)用中，于獨立的衛(wèi)星和地面雷達系統(tǒng)相比，傳感網(wǎng)絡(luò)具有高信噪比、強抗毀性和高容錯力等優(yōu)點。 環(huán)境監(jiān)測 隨著人們對環(huán)境的日益關(guān)注，環(huán)境科學(xué)雖、所涉及的范圍越廣泛。通過傳統(tǒng)的方式采集原始數(shù)據(jù)是一件很困難的工作，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為野味隨機性的數(shù)據(jù)獲取提供了方便。比如，跟蹤候鳥和昆蟲的遷移，研究環(huán)境變化對農(nóng)作物的影響，監(jiān)測海洋、大氣和土壤的成分等。ALERT 系統(tǒng)中就有數(shù)中傳感器來監(jiān)測降雨量、河水水位和土壤水分，并依此預(yù)測爆發(fā)山洪的可能性。類似地，無線傳感網(wǎng)絡(luò)對森林火災(zāi)準確、及時地預(yù)報也應(yīng)該由幫助的。此外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也可以應(yīng)用在精細農(nóng)業(yè)中，以檢測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀態(tài)等。 智能家居 家居無線監(jiān)控問題是當今國際建筑智能化領(lǐng)域的前沿性研究課題。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)克服了家庭中布線的煩瑣，充分體現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的靈活、方便和高效。利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)可完成對家電的遠程遙控，可以在到家前就打開空調(diào)，開門就可以享受是適宜的室溫，也可以遙控電飯鍋、微波爐、電冰箱、電話機、電視機、錄像機、電腦等家電，按照自己的意愿完成相應(yīng)的煮飯、燒菜、查收電話留言、選擇錄制電視和電臺節(jié)目以及下載網(wǎng)上資料到電腦中等工作，另外，整個家居監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)θ恚ㄋ?、電表、燃氣表）進行無線抄表，最重要的是它可檢測來自家庭安防傳感器（火警、煤氣泄漏）的數(shù)據(jù)，以備物業(yè)等部門監(jiān)控。 醫(yī)療護理無線傳感網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療研究、護理領(lǐng)域也可以大展身手。羅徹斯特大學(xué)的科學(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個智能醫(yī)療房間，使用微塵來測量居住著的和重要征兆（血、壓、脈搏和呼吸）、睡覺姿勢以及每天 24 小時的活動狀況。英特爾公司也推出無線傳感網(wǎng)絡(luò)的家庭護理技術(shù)。該系統(tǒng)利用無線通信將各傳感器聯(lián)網(wǎng)可高效傳遞必要的信息從而方便的接受護理。 其它應(yīng)用 在煤礦應(yīng)用中，將圍繞在煤礦環(huán)境中特定條件，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)在井下應(yīng)用的特征，研究基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的低成本、分布式煤礦安全檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)具有自組織、多跳式通信組網(wǎng)功能和在布網(wǎng)中的高度靈活性，可望解決井下無線通信距離有限這一瓶頸。同時，在核電廠、長距離的輸送管線和工業(yè)流水生產(chǎn)線等場合也需要到類似的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。相信隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進一步深入發(fā)展，它也會得到越來越廣泛的應(yīng)用。第 3 章 GSM 功能指標 GSM 模塊簡介PT23 是一款定位尺寸和硬件接口跟 BENQ 的 M22，M23 系列模塊兼容的GSM/GPRS 模塊。硬件布局設(shè)計上，采用 3 個獨立屏蔽罩，分別屏蔽基帶，射頻功放，射頻收發(fā)器，有效保證模塊射頻指標優(yōu)良，性能穩(wěn)定。模塊采用 44PIN BtoB 連接器，跟客戶的主板連接，拆裝方便。模塊的固定采用 2 個螺釘緊緊地跟主板綁定在一起，非常牢固可靠。 PT23 內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議和彩信 MMS 協(xié)議，支持數(shù)據(jù)透明傳輸，使無線終端于服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸變得極其簡單，可以通過 MMS 通道發(fā)送圖片。 GSM 模塊控制原理 AT 指令概述因為 AT 命令是作為一個接口標準，所以它的命令和返回值和格式都是固定的，總體上說 AT 命令有四種形式：，它是一種單純的命令，格式是，如開機、顯示當前設(shè)置列表等：AT+ON、ATamp。V…；，它用來查詢該命令當前設(shè)置的值，格式是 AT[+|amp。]mand？，如：AT+CSCA？；，它是用來列出該命令的可能參數(shù)，格式是 AT[+|amp。]mand=？，如：AT+CMGL=?；，它是應(yīng)用最廣泛的一種格式，它為命令提供強大的靈活性，格式是AT[+|amp。]mand=part1,part2,part3…。 作為返回值，其情況就比較多樣，返回值遵循一個大的框架格式：CRLF回應(yīng)字串CRLFOK/ERROR[: ERROR 信息]。 GSM 模塊開發(fā)實例一、基本通話：1．主叫 ATD18919080657 發(fā)起呼叫OK 呼叫建鏈成功2．被叫RING18919080657來電，指示來電號碼ATA 應(yīng)答OK 建鏈成功3. 送 DTMF 音DTMF 音一般用于撥打分機或一些自動臺服務(wù)系統(tǒng)，在建鏈之后，如果要向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送某個號碼，就是通過 DTMF 音實現(xiàn)，下面以撥打 18919080657 為例，DTMF 操作流程如表31 所示：表 31 DTMF 操作流程ATD18919080657 撥打總機號OK 建鏈成功AT+VTS=2 通過發(fā)送 DTMF 音撥打分機號OK 第一個 DTMF 音發(fā)送完成AT+VTS=5OKAT+VTS=0OKAT+VTS=4OKAT+VTS=1OK二、短信息1．閱讀短消息 閱讀短消息可以按照類型來閱讀：新消息（接受未讀） ，接受消息，保存未發(fā)消息，所有消息，CMGR 和 CMGL 都可以閱讀消息，前者根據(jù)存儲記錄號來讀取，后者讀取某種類型的所有消息，下面以閱讀接收消息為例子，如表 32 所示： 表 32 閱讀短消息AT+CMGR=1 閱讀記錄號為 1 的消息+ CMGR:”REC READ”， ”13919123016”,“10/11/17,09:20:16+02”,129,0,0,8“+8618919080657”,145,4CRLF4E00004100420223記錄號 1 中的消息是已接受消息，內(nèi)容為：—ABC，編碼方式是 UCS2OK 表示 AT+CMGR 命令執(zhí)行完成AT+CMGL=”REC READ” 讀取所有接受且已讀的短消息+ CMGL:1 ”REC READ”， ”13919123016”,“10/11/17,09:20:16+02”,129,4CRLF4E00004100420223CRLF“+8618919080657”,129,4CRLF4E0000410042CRLF讀出兩條接收消息分別是：—ABC 和—ABOK 表示 AT+CMGL 命令執(zhí)行完成2. 寫短消息 TE 字符集為 UCS2，下面以寫短消息為例子，如表 33 所示：表 33 寫短消息AT+CMGW=”13919123016”CR4E00004100420223ctrlZ保存一條接收消息，目的號碼是”18919080657”，內(nèi)容為” —ABC”+CMGW:2 消息保存在 SIM 卡第 2 條記錄OK3. 發(fā)送消息TE 字符集為 UCS2，下面以發(fā)短消息為例子，如表 34 所示：表 34 發(fā)短消息AT+CMGS=”13919123016”CR4E00004100420223ctrlZ向 18919080657 發(fā)送消息：—ABC+CMGW:29 發(fā)送成功，返回mrOK4. 設(shè)置一般來說用戶可以設(shè)置短消息中心號，消息在 SC 保存的有效時間以及消息編碼格式，如表 35 所示：表 35 短消息設(shè)置AT+CSCA=“+8618919080657”,145 設(shè)置短消息中心地址，該地址將被存入 SIM 卡OKAT+CSMP=17,167,0,8 設(shè)置有效時間為 167（24 小時） ，換算關(guān)系參考 AT 說明，短消息編碼方式為UCS2OK GSM 模塊實現(xiàn)功能 撥打電話 操作內(nèi)容：1. 撥打 13919123016；2. 掛斷電話。 在 TEXT 模式發(fā)送短信操作內(nèi)容：向 18919080657 發(fā)送英文短信“abcdefg” TEXT 格式發(fā)送短信息首先將短信息格式設(shè)為 TEXT 模式：AT+CMGF=1； AT+CMGS=YYY[ENTER]；其中 YYY 為對方手機號碼收到[]響應(yīng)后再發(fā)送[待發(fā)送英文字符][ctrlZ]。 在 PDU 模式發(fā)送短信操作內(nèi)容：向 18919080657 發(fā)送中文短信“你好” PDU 格式發(fā)送短信息首先將短信息格式設(shè)為PDU 模式：AT+CMGF=0；AT+CMGS=YYY[CR]；其中 YYY 為 TPDU 的十進制長度收到[][SP] 響應(yīng)后再發(fā)送[TPDU][ctrlZ]。 NF2401 簡介一．RF2401 芯片的主要特點如下：1． 全球開放 ISM 頻段，體積小巧 34mm X 17mm，最高工作速率 1Mbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強；2．內(nèi)置硬件 CRC 檢錯和點對多點通信地址控制；3．低功耗 工作，待機模式下狀態(tài)僅為 1uA；4．內(nèi)置專門穩(wěn)壓電路；5．標準 DIP 間距接口，便于嵌入式應(yīng)用；6．與 51 系列單片機 P0 口連接時候，需要加 10K 的上拉電阻,與其余口連接不需要；7．如果單片機是 5V 的，IO 口輸出電流大小超過 10mA，需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒毀模塊! 如果是 的，可以直接和 RF2401 模塊的 IO 口線連接。二．芯片模塊如圖 31 所示： 圖 31 RF2401 芯片三 ． RF2401 芯 片 的 功 能 模 塊 和 芯 片 引 腳 及 引 腳 說 明 如 圖 3 33 和 表 36 所 示 ： 圖 32 nRF2401A 功能模塊圖 33 芯片引腳表 36 nR