【正文】 點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在具備通用處理器和通信模塊的基礎(chǔ)上擁有完整、規(guī)范的外部接口，以適應(yīng)不同的組件。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在未來將是一次性的，因此節(jié)點(diǎn)不僅要成本低廉，而且工作時(shí)間要盡可能長。本課題在對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)分類的基礎(chǔ)上展開針對性研究，進(jìn)而根據(jù)各種應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出高效率的系統(tǒng)，充分發(fā)揮傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛能。這些節(jié)點(diǎn)被安置在建筑物周圍，能夠有效地按照一定的程序組建成網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行突發(fā)事件(如槍聲、爆炸源等)的檢測，為救護(hù)、反恐等行動(dòng)提供了強(qiáng)力手段。另外軍事應(yīng)用方面與災(zāi)難預(yù)警的應(yīng)用有相似之處，只是傳感器的監(jiān)測對象是敵軍情況而非意外災(zāi)難。同時(shí)，該系統(tǒng)也可以應(yīng)用到一些殘障人士康復(fù)中心，對病人的各類肢體恢復(fù)進(jìn)展進(jìn)行精確測量，為設(shè)計(jì)康復(fù)方案帶來寶貴的參考依據(jù)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)地把人體因行動(dòng)而產(chǎn)生的三維加速度信息進(jìn)行提取、融合、分類，并在監(jiān)控界面顯示受測人的行為模式。研究人員開發(fā)了基于多個(gè)加速度傳感器的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用來進(jìn)行人體行為模式監(jiān)測，如坐、站、躺、行走、跌倒、爬行等。美國英特爾公司目前正在研制家庭護(hù)理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在病人身上安置體溫采集、呼吸、血壓等測量傳感器，醫(yī)生可以遠(yuǎn)程監(jiān)測病人的情況。醫(yī)療護(hù)理，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(gè)智能醫(yī)療房間，使用微塵來測量居住者的重要征兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時(shí)的活動(dòng)狀況。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)檢測，比較常見的應(yīng)用有：可通過跟蹤珍稀鳥類、動(dòng)物和昆蟲的棲息、覓食習(xí)慣等進(jìn)行瀕臨種群的研究等；可在河流沿線分區(qū)域布設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)，隨時(shí)監(jiān)測水位及相關(guān)水資源被污染的信息；在山區(qū)中泥石流、滑坡等自然災(zāi)害容易發(fā)生的地方布設(shè)節(jié)點(diǎn)，可提前發(fā)出預(yù)警，以便做好準(zhǔn)備，采取相應(yīng)措施，防止進(jìn)一步的惡性事故的發(fā)生；可在林區(qū)鋪設(shè)這些傳感器節(jié)點(diǎn)來監(jiān)測森林火警，一旦有危險(xiǎn)，可立刻發(fā)出警報(bào)，消防人員也可以利用個(gè)人數(shù)字助理(PDA)生成監(jiān)測區(qū)域的溫度梯度場，以確定高溫區(qū)域：類似的應(yīng)用還包括化工廠的事故監(jiān)控等。我國國家自然科學(xué)基金2022年將網(wǎng)絡(luò)傳感器中的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)列入計(jì)劃，2022年國家自然科學(xué)基會(huì)將水下移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)列為研究重點(diǎn)。2022年初，中國科學(xué)院召開了關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研討會(huì)，共商無線傳感器網(wǎng)絡(luò)下一步的工作。在國內(nèi)，現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用研究首次正式出現(xiàn)在1999年中國科學(xué)院《知識創(chuàng)新工程試點(diǎn)領(lǐng)域方向研究》的“信息與自動(dòng)化領(lǐng)域研究報(bào)告”中，并作為該領(lǐng)域提出的5個(gè)重大項(xiàng)目之一。美國《今同防務(wù)》雜志更認(rèn)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展，將引起一場劃時(shí)代的軍事技術(shù)革命和未來戰(zhàn)爭的變革。2022年，美國《技術(shù)評論》雜志在論述未來新興十大技術(shù)時(shí)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被列為第一項(xiàng)未來新興技術(shù)。2022年10月24日，美國英特爾公司發(fā)布了“基于微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算發(fā)展規(guī)劃”。最早的代表性論述出現(xiàn)在1999年，題為“傳感器走向無線時(shí)代”。第四代傳感器網(wǎng)絡(luò)采用大量的具有多功能多信息獲取能力的傳感器，在通信方式上采用自組織無線接入，從而構(gòu)成了現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。20世紀(jì)80年代，隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)步，傳感器網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具有了獲取多種信息的綜合處理能力，并可通過串行或并行等接口與控制器相關(guān)聯(lián)，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，這是第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是由傳感器網(wǎng)絡(luò)開始的，從年代上，傳感器網(wǎng)絡(luò)大致可以分為四代。由于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)通信距離有限，如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則需要通過中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)因?yàn)殡姵啬芰亢谋M或其他故障從運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)中退出；也可能由于工作的需要而被添加到網(wǎng)絡(luò)中。以數(shù)據(jù)為中心的特點(diǎn)要求傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)必須以感知數(shù)據(jù)管理和處理為中心。為了在網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)視目標(biāo)對象，配置冗余節(jié)點(diǎn)是必要的，節(jié)點(diǎn)之間可以通信和協(xié)作，共享數(shù)據(jù)，這樣可以保證獲得被監(jiān)視對象比較全面的數(shù)據(jù)。（3）網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理和高度協(xié)作性：在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)處理由節(jié)點(diǎn)自身完成，這樣做的目的是減少無線鏈路中傳送的數(shù)據(jù)量，只有與其他節(jié)點(diǎn)相關(guān)的信息才在鏈路中傳送。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：（1）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括了大面積的空間分布：比如在軍事應(yīng)用方面，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署在戰(zhàn)場上跟蹤敵人的軍事行動(dòng)，智能化的終端可以被大量地裝在宣傳品、子彈或炮彈殼中，在目標(biāo)地點(diǎn)撒落下去，形成大面積的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中業(yè)已成熟的解決方案可以借鑒到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中來。當(dāng)前無線傳輸設(shè)備小型化，低功耗化，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成為可能。所以構(gòu)造一個(gè)萬能的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上非常復(fù)雜，代價(jià)也很高。特別對于一些特定環(huán)境中，例如古建筑、惡劣的污染壞境，布線困難或者無法布線的情況，采用無線方式傳感器網(wǎng)絡(luò)是較為合適的。所以，在傳感器網(wǎng)絡(luò)方面采用有線傳輸模式并不是最好的選擇。對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，大部分是以有線方式構(gòu)建，這是因?yàn)橛芯€方式的傳輸帶寬，傳輸速度快，誤碼率低，構(gòu)建簡單等優(yōu)點(diǎn)。這些裝置互相幫助，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭慌_監(jiān)控計(jì)算機(jī)。通常這些裝置很小很便宜，以便可以大量制造和部署，因此它們的資源(能源、存儲(chǔ)、計(jì)算速度和帶寬)嚴(yán)重受限。所以將多種傳感器構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。1 緒論傳感器的定義根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。關(guān)鍵詞： DS18B20，AT89C51，射頻，低功耗AbstractWireless sensor work is a municationscentric, nonwireless work infrastructure. Wireless sensor works by using the information that people can achieve rapid, largescale, automated collection and transmission. It can be widely used in national defense, environmental monitoring, logistics, high efficiency agriculture, transportation, health care, manufacturing and other fields.In this paper, based on AT89C51 microcontroller design of wireless sensor work node. DS18B20 collected by the temperature sensor temperature and after processing send out AT89C51 microcontroller. The design uses only the simulation circuit and programming.This article first describes the development of wireless sensor works and the future. The second section describes the wireless sensor work node hardware design. The third section describes the wireless sensor work node software design.Key words: DS18B20, AT89C51, RF, low power consumption目錄摘 要 IABSTRACTII引言 11 緒論 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究背景 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程 3 無線傳感器技術(shù)的應(yīng)用與研究 4 論文研究的內(nèi)容 52 無線傳感器 網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì) 5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 5 無線傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 6 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案論證 7 方案展示 7 最終確定的方案 10 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)工作原理 10 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì) 10 傳感器單元 10 DS18B20 10 DS18B20 的使用方法 12 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 12 DS18B20 的通信協(xié)議 14 DS18B20 控制方法 16 DS18B20 具體電路 17 處理器模塊 17 主控制器 AT89C51 的基本結(jié)構(gòu) 18 AT89C51 引腳及其功能 18 電源模塊 19 射頻模塊 20 無線射頻芯片 CC250020 射頻單元與單片機(jī)的連接 21 串口設(shè)計(jì) 21 串口的任務(wù) 21 串口的波特率 22 串口有關(guān)的寄存器 22 串口的電路設(shè)計(jì) 233 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì) 23 開發(fā)環(huán)境 23 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì) 24 設(shè)計(jì)功能 24 數(shù)據(jù)采集部分的主程序設(shè)計(jì) 25 讀出溫度子程序 26 顯示溫度子程序 274 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信設(shè)計(jì) 29 射頻通信設(shè)計(jì) 29 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間的通訊設(shè)計(jì) 29 數(shù)據(jù)通信包設(shè)計(jì) 325 仿真結(jié)果與分析 33 PROTEUS 33 仿真輸出 34 軟件程序仿真結(jié)果 34 電路仿真結(jié)果 34 仿真結(jié)果分析 36結(jié)論 37致謝 38參考資料 39引言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是近年來得到迅速發(fā)展和普遍重視的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的出現(xiàn)和發(fā)展對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了極其深刻的影響。整個(gè)設(shè)計(jì)采用了仿真電路和程序編寫。它可以廣泛的應(yīng)用于國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、物流領(lǐng)域、高效農(nóng)業(yè)、智能交通、醫(yī)療保健、制造業(yè)等領(lǐng)域。二、主要參考資料 [1] （2）[M].北京:航空航天大學(xué)出版社，2022 年 1 月第一版.[2] 王為青，程國鋼，單片機(jī) Keil Cx51 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社，2022 年 2 月第一版.[3] [M]..北京:電子工業(yè)出版社，2022 年 1 月[4] [5]Jeongwork[J].CommunicationsMagazine,2022,40:3849.[6] Flash 文件系統(tǒng)[J].北京:單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2022(1):1922.[7] 溫泉,李炳煜, GPRS 的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)解決方案[J].北京:現(xiàn)代電子技術(shù)，2022,29(23):1517,20.[8] 凌潔, 基于 GPRS 網(wǎng)絡(luò)的電力流動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)解決方案[J].安徽:安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào), 2022 年 1 月.[9] 于洋，基于無線射頻通信及 GPRS 技術(shù)的熱網(wǎng)監(jiān)控系[J].北京：儀表技術(shù)與傳感器，2022 年 03 月.[10] 蓋成志，基于 GPRS 的遠(yuǎn)程水文監(jiān)測[J].西安:中國西部科技，2022/09.三、進(jìn)度要求第一周：搜集資料，規(guī)劃方案，準(zhǔn)備開題答辯第二周：電路設(shè)計(jì)方案的確定，采購元器件第三周：熟悉單片機(jī)的集成開發(fā)環(huán)境第四周：單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)第五周：數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)第六周：熟悉通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議第七周：完成編寫單片機(jī)串口與通信模塊程序的源代碼和調(diào)試第八周：完成串口的調(diào)試，總結(jié)查看前一段的畢設(shè)工作，準(zhǔn)備期中檢查第九周：節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)第十周：完成對軟件部分的調(diào)試第十一周：基本實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的功能第十二周：完成總體調(diào)試并實(shí)現(xiàn)各種功能第十三周：完成論文初稿第十四周：修改論文查找錯(cuò)誤第十五周：修改論文準(zhǔn)備答辯第十六周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯摘 要無線傳感網(wǎng)絡(luò)是一種以通信為中心無線網(wǎng)絡(luò)。 電池供電。 由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目：無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)姓　 名： 學(xué)　 號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 指 導(dǎo) 教 師： 聯(lián) 系 老 師： 年 月 日XXXX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)院： 學(xué) 號： 班級： 姓 名：