【導讀】技術中的一個熱點研究領域。由于無線傳感器網(wǎng)絡中的節(jié)點普遍能量受限，因而。設計能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議受到了學術界和工業(yè)界的高度重視。型和網(wǎng)絡模型，在om的虛擬無線環(huán)境下建立了LEACH協(xié)議的仿真平臺。等參數(shù)，最終得出了LEACH協(xié)議能夠高效利用能量的結論。

　　

【正文】 據(jù)串行通信及通信協(xié)議的程序設計。 對于 2051 的程序設計 [12]，由于所需實現(xiàn)的功能較簡單，采用匯編的形式。編譯器采用 Keil 。該編譯器是 51 系列單片機程序設計的常用工具，既可用匯編，也支持 C 語言編譯。同時具有完善的調(diào)試功能。 程序流圖 圖 51 串行發(fā)送流程圖 中斷服務程序 讀取 P1 口值 發(fā)送數(shù)據(jù)幀 清中斷標志 延時 200ms 初始參數(shù)設置 中斷返回 等待中斷 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 23 模塊說明 （ 1）主程序： MAIN: MOV SP,0X60 ；堆棧初始化 CALL INIT ；各寄存器參數(shù)設置 MOV 40H,0x01 ；打靶次數(shù)置 1 AJMP $ ；等待中斷 （ 2）初始化程序： INIT: MOV TMOD,0X21；波特率發(fā)生器 MOV TL1,0XFD ；波特率 9600bps MOV TH1,0XFD CLR ET1 ；禁止 timer1 SETB PT1 ；時鐘 1 優(yōu)先級 :高 MOV SCON,0x40；串口工作模式 1,SM2=0,REN=0 MOV PCON,0 ；波特率 9600bps SETB EA ；中斷允許 CLR PS ；關閉串口中斷 CLR ES ；串口優(yōu)先級 :低 SETB EX0 ；開外部中斷 INT0 SETB IT0 ；下降沿有效 CLR PX0 ； INT0 優(yōu)先級 :低 SETB TR1 ；時鐘 1 開始計數(shù) RET （ 3）中斷服務程序： _INT0: ； ISR 中斷服務程序 NOP CALL DELAY_2MS ；同步延時 MOV P1,0xff ；讀 P1 口前先置 1 MOV A,P1 ；讀 P1 口 CALL INT0_SEND RET （ 4）數(shù)據(jù)幀傳送子程序： 表 51 數(shù)據(jù)幀格式 標志位 SYNC 打靶次數(shù) 打靶成績 校驗位 CHECKSUM ＃ 0x30 TIMES RESULT TIMES＋ RESULT 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 24 例： 30 02 15 17 (十六進制 ) 表示第二次打靶，擊中第 21 號（對應環(huán)數(shù)： 7 環(huán) 偏移方向：右上）。 INT0_SEND: ；數(shù)據(jù)幀傳送子程序 PUSH ACC ；保護 ACC CLR A ADD A,0X30 CALL UART_SEND ；發(fā)送標志位 MOV A,40H CALL UART_SEND ；發(fā)送打靶次數(shù) POP ACC CALL UART_SEND ；發(fā)送打靶成績 ADD A,0X30 ADD A,0040H CALL UART_SEND ；發(fā)送校驗位 INC 0040H ；打靶次數(shù)累加 1 CALL DELAY_200MS；延時 200ms CLR EX0 ；關外部中斷 CLR IE0 ；清 INT0 外部中斷請求標志位 ―― 防止外部中斷寄存而引起多次中斷。 SETB EX0 ；開中斷 RETI （ 5） 串行發(fā)送字節(jié) UART_SEND: ；串行發(fā)送一個字節(jié) MOV SBUF,A JNB TI,$ ；等待發(fā) 送完畢 CLR TI ； RET （ 6） 定時程序： DELAY_2MS: ；用定時器延時 2ms MOV R7,21。21 DLY1:MOV R6,42 DLY2:DJNZ R6,DLY2 DJNZ R7,DLY1 RET DELAY_10MS: ；調(diào)用 DELAY_2MS，實現(xiàn)延時 10ms 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 25 MOV R5,5 DLY: CALL DELAY_2MS DJNZ R5,DLY RET 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 26 6 制作與調(diào)試 硬件電路的布線與焊接 總體特點 該系統(tǒng)所涉及的各部分硬件電路，總體的特點是： （ 1）電路原理簡單，所用的器件均為常用器件。 （ 2）由于路數(shù)較多（ 38 路），電路的規(guī)模較大，因此在制作中只做了 8路。 因此，應合理布線，以降低焊接難度，降低出錯率，同時防止干擾。 電路劃分 為方便焊接與調(diào)試，把電路劃分為兩大塊： （ 1）探測器接收，放大電路和整形電路為一塊電路板； （ 2）編碼器、 2051 單片機和控制開關為一塊電路板； 焊接 焊接前應熟悉各芯片 的引腳，焊接時參照電路圖，仔細地連接引腳。按照以下原則進行焊接： （ 1）先焊接各芯片的電源線和地線，這樣確保各芯片有正確的工作電壓； （ 2）同類的芯片應順序焊接，在一片焊接并檢查好之后，其他的同類芯片便可以參照第一片進行焊接。這樣便可大大節(jié)省時間，也可降低出錯率。 調(diào)試 （ 1）在 40－ 6線優(yōu)先編碼器，由于沒有詳細閱讀優(yōu)先編碼器的真值表，我認為優(yōu)先編碼器為低位優(yōu)先，因此所設計的編碼標準（取小號有效）不符合標準。不過發(fā)現(xiàn)錯誤后，對硬件電路無需修改，只要修改編碼標準為取大號有效，便可以解決問題。 （ 2） 由于光電池的響應信號經(jīng)放大、編碼，到達單片機 P1 口時有一定的延時，為使單片機準確地通過外部中斷進行有效數(shù)據(jù)的采集，應知道延時的大概范圍。編寫單片機程序時，編寫了一個延時 2ms 的子程序，可以調(diào)用進行一定的延時，通過延時時間不同的程序進行多次燒錄并進行調(diào)試，然后比較所得的不同結果，這樣便可以大概知道要采集正確的數(shù)所需的延時時間（最后程序采用的延時時間為 2ms）。 （ 3）電路中同時控制激光發(fā)射和單片機外部中斷的開關為普通的按鈕開關，因此在按下和彈起都有顫動，這樣會引起單片機外部中斷的多次響應，使一次“射擊動作 ” 引 起多次響應，單片機輸出多個值。通常的消顫方法有兩種：硬消顫和軟消顫。硬消顫指通過硬件上的消顫電路使開關的一次動作只能產(chǎn)生一個脈沖跳杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 27 變；而軟消顫主要通過延時或?qū)憫钠帘蝸韺崿F(xiàn)。在該設計中采用較為簡便的軟消顫，具體的方案見第五章。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 28 7 結論 本設計方案達到了任務書的要求，實現(xiàn)了激光信號的檢測、編碼和串行傳輸，實現(xiàn)了較為完整的激光打靶系統(tǒng)的信號處理： （ 1）前端放大器的放大倍數(shù)適中，放大后，有效電壓脈沖的幅度達到施密特觸發(fā)器的上門限電壓，背景干擾信號沒有引起 電路的誤響應； （ 2）經(jīng)過調(diào)試，實現(xiàn) 40－ 6 優(yōu)先編碼器的擴展，編碼值輸出符合真值表，編碼有效脈沖下降沿的波形正常； （ 3）由開關按鈕（模擬激光槍的扳機）控制的編碼采集和串行傳送也調(diào)試實現(xiàn)（通過與計算機的串口相連，用“串口調(diào)試程序”調(diào)試）； （ 4）信號處理電路通過串口連接到計算機，應用張雪榮同學設計的“激光打靶成績統(tǒng)計”軟件進行總體調(diào)試，實現(xiàn)對打靶成績的顯示統(tǒng)計和儲存。 由于時間、水平和經(jīng)驗有限，在信號的放大、編碼及抗干擾等方面仍有不足之處，有改進的余地，比如電路規(guī)模的精簡，其他的光干擾處理。另外在系統(tǒng)的調(diào)試 方面，由于時間和設備的原因，只進行了短距離的調(diào)試，有待進一步的調(diào)試。 這次畢業(yè)設計對于我來說，既是一次機遇，又是一次挑戰(zhàn)。通過這次的畢業(yè)設計，我學到了很多東西，通過自己的實踐，增強了動手能力。通過實際工程的設計也使我了解到書本知識和實際應用的差別。在實際應用中遇到很多的問題，這都需要我對問題進行具體的分析，并一步一步地去解決它。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 29 致謝 感謝我的指導老師 仇建 老師，夠順利完成畢業(yè)設計，離不開他的悉心指導，他對我的設計從確定題目、修改直到完成，給予了我許多的指點和幫助。感謝他在繁忙的 工作之余，擠出時間對設計提出精辟的修改意見。在此，向 仇 老師致以最誠摯的謝意。 感謝林炳同學，在我前期學習 om 的過程中給了我很大的幫助，正是他一次有一次的講解，讓我更快的掌握了 om 的應用。 我也要感謝學 校 所有教育過我的老師！你們傳授給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本設計的基礎。 最后，我想要感謝的是這個偉大的校園：師者激情演講、人文氣息的熏陶、同學們風華正茂，條條綠蔭、處處泛香。我明白，正是在他那溫潤寬厚的胸懷上，我成長起來的，我心我思永系長大。 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 30 參考文獻 [1] 林玉池 . 現(xiàn)代傳感技術與系統(tǒng) . [M] 北京 機械工業(yè)出版社 [2] 孫利民 .無線傳感網(wǎng)絡 . [M] 北京 清華大學出版社， 2021 [3] 曾鵬，智能無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng) [M]．北京：科學出版社， 2021 [4] 李善倉，無線傳感網(wǎng)絡原理與應用 [M]． 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [5] 崔遜學． 無線傳感器網(wǎng)絡的領域應用與設計技術 [J]．北京 國防工業(yè)出版社 , 2021 [6] 陳林星 .無線傳感器網(wǎng)絡技術與應用 [J]．電子工業(yè)出版社 ， 2021 [7] 左從菊 .無線傳感 器網(wǎng)絡簡明教程 [J].北京 清華大學出版社， 2021 [8] （德） 卡勒 ， 維里西 著， 邱天爽 等譯 . 無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議與體系結構 [J].電子工業(yè)出版社 ， 2021 [9] Sensor Webs. [10]Shih E, Cho S, Ickes N, Min R, Sinha A, Wang A, Chandrakasan A. Physical layer driven protocol and algorithm design for energyefficient wireless sensor works. In: Proceedings of the ACM MobiCom 2021. Rome: ACM Press, 2021. 272~286. [11]Akyildiz , Su W, Sankarasubramaniam Y, Cayirci E. Wireless sensor work: A survey. Computer Networks, 2021,38(4): 393~422. [12] Asada G, Dong M, Lin TS, Newberg F, Pottie G, Kaiser WJ, Marcy HO. Wireless integrated work sensors (WINS) for tactical information systems. 杭州電子科技大學本科畢業(yè)設計 31 附錄 ……………