● 摘要
本文设计了一种基于无线传感网络的远程温度采集及监测系统，以解决对大规模场景下的高精度温度的远距离采集、存储、通信及处理问题。开发出一款具有高精度温度采集和远程无线通信等功能的无线传感器节点。系统结合无线传感器网络和GPRS网络实现远距离的数据采集及监控，并实现了上位机软件测试以对采集数据进行解析、显示及存储。系统测试结果表明：设计的节点能够实现实时温度信息采集，无线传感器节点能实现自组织组网，完成数据无线收发以及与上位机通信等功能。本文以ATMega128微处理器芯片、CC1100射频芯片、Xbee通信模块、MC55模块为核心芯片，设计了一套低功耗、高稳定性的具有双射频的无线传感器节点。传感器节点实现温度数据的采集和数模转换、转发给簇头节点；簇头节点具有GPRS网络接入功能，将簇内节点的采集数据融合、打包，通过GPRS网络上传至远程监控中心。在该套硬件平台上，设计了一种自适应的路径选择的路由协议，并在簇内采用TDMA协议进行通信。同时，本系统实现了传感器节点的时钟同步、休眠模式，有效地节省了能力消耗。此外，在VS2008平台上设计实现了计算机上位机监控软件，提供无线传感器网络采集到的温度数据的解析、显示、存储、及列表显示。还提供了系统修改及节点的添加、修改和删除等功能，实现了上位机下发采集命令、休眠命令和唤醒命令到远程温度监测现场。综合性的测试验证了所建立的无线传感器网络远程温度监测系统采集温度数据的有效性。本文设计的低功耗远程温度采集及监测系统，大大降低了系统能耗。整个课题工作完整，设计的传感器节点能够正确、稳定地上传数据采集。测试结果也表明，提出的MAC协议有效解决了数据碰撞问题。该系统能够适用于工业远程温度采集与监测的应用场景。关键词：无线传感器网络、温度采集、MAC协议、远程通信
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