精准农业无线传感器网络

MSP430F149通过I／O口对SHT10的配置操作以及两者间的数据通信，采用模拟串行方式对CC1000芯片进行配置操作、设置无线传输模块的收发频率、发送功率、数据速率等参数，采用中断方式，对CC1000写入待发送的数据或读出接收到的数据。
2)光照传感器节点硬件设计
选用TSL230B作光照强度传感器，采集农田作物的光照情况，硬件原理图如图4所示。

MSP430F149通过I／O口对TSL230B进行配置操作，通过P1．1读取芯片的输出信号，计算频率值，并通过换算，获得最终的光照值。
3)传感器节点软件设计
上电后，进行系统初始化。然后，节点进行判断，若节点为新节点，则进行申请入网操作。若不为新节点，则操作传感器模块进行数据采集，并与上一周期采集数据进行比较，若相同则丢弃，直接进入下一步，若不同，则记录该数据。若检测电量周期超时，则启动ADC模块进行低电量监测，若达到门限值，则标记告警数据帧。如果当前周期内，传感器节点有数据帧或告警数据帧需要发送，则等待两个信标帧的时长接收一帧信标帧，然后关闭无线传输模块进入LPM3低功耗状态，延时一段时间到规定时隙发送数据，完成后再进入低功耗状态等待下一周期。传感器节点主程序流程图如图5所示。

4 汇聚节点设计与实现
1)汇聚节点硬件设计
选用高性能的ARM处理器LM3S6918设计汇聚节点，无低功耗要求，该节点硬件主要有时钟模块、射频模块、外部存储模块、电源模块、串口模块、看门狗及复位电路、LCD显示模块等模块组成。汇聚节点的硬件结构如图6所示。

当汇聚节点进行数据上传及存储时，要记录当前的时间信息，选用PCF8563作实时钟芯片，MCU通过I2C控制该芯片，由锂电池为实时时钟提供后备电源，采用CN3052A芯片控制锂电池的充电过程。LM3S6918提供2个全双工同步／异步串口，扩展成一个RS232和一个RS485，分别用于连接显示设备和GPRS模块。