基于無線傳感器網(wǎng)絡的pH測量節(jié)點設計.pdf

1、pH值是表征水質(zhì)監(jiān)測的重要參數(shù)，結(jié)合可快速部署、自組織網(wǎng)絡、遠程無線數(shù)據(jù)采集等優(yōu)勢的無線傳感器網(wǎng)絡，構(gòu)建基于無線傳感器網(wǎng)絡的pH值監(jiān)測節(jié)點及無線水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡，近年來受到廣泛關(guān)注。鑒于此，本文首先比較了國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展狀況，然后提出本文的研究內(nèi)容和方法：采用基于無線傳感器網(wǎng)絡（WSN）的對溶液pH值實時測量解決方案，將pH傳感器技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)有機地結(jié)合起來，即把pH信號采集和節(jié)點組成一個平臺，以擴展傳感器的功能。目的是

2、設計基于無線傳感器網(wǎng)絡的水質(zhì)參數(shù)pH值測量的節(jié)點硬件平臺，并對節(jié)點的各個功能模塊進行軟件設計，實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡的基本功能即數(shù)據(jù)實時采集和無線收發(fā)。之后提出了本文的總體設計方案，根據(jù)系統(tǒng)的需求通過對芯片的選型設計出節(jié)點原理圖，射頻通信模塊采用無線射頻片上系統(tǒng)芯片CC2530，數(shù)據(jù)采集部分采用LMP91200可編程模擬前端，電源模塊采用線性電源AMS1117-3.3，通過CC-DEBUGGER調(diào)試電路對節(jié)點進行編程和調(diào)試。軟件開發(fā)環(huán)境采用

3、IAR Embedded Workbench IDE，對Zstack-CC2530-2.5.1.a協(xié)議棧的架構(gòu)進行了分析，介紹了協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由器節(jié)點、傳感器終端節(jié)點的工作流程，并開發(fā)出pH值監(jiān)測節(jié)點的驅(qū)動程序，成功實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕竟δ堋?br>　　本文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1、介紹了離子選擇性電極進行pH值測量原理，數(shù)據(jù)采集部分使用可配置模擬前端(AFE)LMP91200，為橋接微處理器與傳感器提供了

4、簡單易用的模塊化解決方案。CC2530通過SPI總線對LMP91200的工作方式進行配置，并對采集到的指示電極電壓毫伏值進行A/D轉(zhuǎn)換，進而通過能斯特方程計算出pH值。
　　2、利用CC2530芯片，可配置模擬前端(AFE)LMP91200，USB轉(zhuǎn)串口模塊、復位模塊、調(diào)試模塊、電源模塊成功搭建了pH監(jiān)測節(jié)點的硬件平臺。
　　3、利用Zstack-CC2530-2.5.1.a協(xié)議棧，在應用層增添本設計的用戶程序pH值數(shù)據(jù)采集