Đồ án Lập trình nhúng cho WSN (dùng để truyền thông tin nhiệt độ)

LẬP TRÌNH NHÚNG CHO WSN(Dùng để truyền thông tin nhiệt độ)ĐỒ ÁN TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌCNgành : Công nghệ thông tinGiáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Trọng Thể Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đình LinhMã sinh viên : 10282 ĐẠI HỌC DL HẢI PHÒNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TINNội DungMạng cảm nhận không dâyỨng dụng WSN Vấn đề về tiết kiệm năng lượngCài đặt thử nghiệmTổng quan WSN WSN là gì?Yêu cầu của WSNCác ứng dụng WSNKiến trúcKiến trúc của CC1010WSN là gì?Viết tắt của Wireless Sensor Network – Mạng cảm nhận không dây Cảm nhận + CPU + Radio = WSNYêu cầu của WSNKhả năng tự cấu hìnhVấn đề về tiết kiệm năng lượng Giá thành thấp An toàn bảo mật dữ liệu Ứng dụng của WSNCó 3 ứng dụng của mạng cảm nhận không dâyThu thập dữ liệu mội trườngGiám sát an ninhTheo dõi đối tượng Võng mạc nhân tạoTrong nông nghiệp Trong việc dự báo cháy rừngTrong nuôi trồng thuỷ sản Hồ nuôiQuạt đạp nướcKiến trúc Kiến trúc mạng dạng tuyến tính Kiến trúc mạng dạng hình cây Kiến trúc mạng dạng tuyến tính Nút gốc Nút trung gian Nút cảm ứng Kiến trúc mạng dạng hình cây: Nút Gốc: Nút cảm nhậnĐặc điểm chung của CC1010Lõi là vi điều khiển 8051.Tốc độ xử lý bằng 2.5 lần vi điều khiển 8051 chuẩn.32 kB flash, 2048 + 128 Byte SRAM.3 kênh ADC 10 bit.4 bộ định thời.2 cổng UART, RTC.Watchdog.Giao diện lập trình SPI.Bộ mã hóa DES tích hợp bên trong.26 chân vào ra chung.Nguồn cung cấp 2.7 - 3.6 V.Bộ thu phát sóng vô tuyến 300-1000MHz.Tiêu thụ dòng thấp (9.1 mA trong chế độ thu).Công suất phát có thể lập trình được (có thể lên tới +10dBm).Tốc độ thu phát dữ liệu lên tới 76.8 kbit/s.Cấu tạo của một nút mạng dùng CC1010 Sơ đồ chân của cc1010 Kiến Trúc CC1010 Cấu tạo của một bảng mạch để kết nối giữa CC1010 với máy tính Vấn đề về tiết kiệm năng lượng Kiến trúc giao thức mạng Giao thức chọn đường Khó khăn trong giao thức chọn đường Các giao thức chọn đường Hoạt động truyền nhận không dây Tần số làm việc của CC1010 Chế độ làm việc của CC1010 Chế độ tích cực (Active Mode )Chế độ nghỉ (Idle Mode) Chế độ tắt nguồn (Power – Down Mode )Chế độ làm việc của CC1010Chế độ tích cực (Active Mode)Tần số sử dụng 3MHz-5MHzChế độ nghỉ (Idle Mode)Kích hoạt ngắtThiết lập lại Tắt/bật nguồn Chế độ tắt nguồn (Power – Down Mode )Có hai cách để kết thúc chế độ Power-Down Mode Thiết lập lại Tắt/ bật nguồn Vấn đề đặt ra là thiết lập chế độ nghỉ và thức 1 cách linh hoạtVấn đề đặt ra là thiết lập chế độ nghỉ và thức 1 cách linh hoạtThức dậy nhờ việc nhấn nút bấm Thức dậy theo khoảng thời gian Thiết lập chế độ làm việc bằng chương trìnhTHỰC NGHIỆM CỦA MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂYBài toánXây dựng mạng cảm nhận để đo nhiệt độ ở các diểm khác nhauĐưa ra thông bao khi có nhiệt độ tại một nút lớn hơn mức cho phépMô hình mạng cảm nhậnSơ đồ khốiLập trìnhLập trình để ghi lên chip CC1010Keil uVision3 của hãng Keil Elektronik GmbFChipCon CC1010 Flash programmer dùng để nạp trực tiếp vào chipLập trình sử lý trên may tínhNgôn ngữ sử dụng là VB.Net trong Visual Studio 2005Kết quả của trương trìnhNhiệt độ nhận được Thực hiện cảnh báoNhận xét và đánh giá chương trìnhChương trình đã lập trình giúp các nút trong mạng có thể truyền dữ liệu cho nhau (các nút cảm nhận gửi dữ liệu đến nút trung gian, nút trung gian nhận được dữ liệu và truyền đến nút nhận). Nhận dữ liệu từ mạng cảm nhận không dây và đưa vào máy tính. Máy tính sử lý dữ liệu nhận đựơc và đưa ra cảnh báoChương trình đo mức nướcNhận xét và đánh giá chương trìnhKhi đo mức nước thì đô cao của nước thay đổi liên tục do vậy ta phải lấy giá trị trung bình để biết được độ cao mức nước theo công thứcĐộ cao = tb*0.35-dcaobd*0.35Giới hạn của trương trìnhDo điều kiện thực tế số lượng các nút có hạn chính vì vậy mà việc thực nghiệm của em mới được tiến hành trên 3 nút trong đó một nút cảm nhận nhiệt độ, một nút trung gian và một nút nhận.Phương hướng phát triển đề tàiNếu số lượng nút mạng có đủ và có đầu đo nồng độ oxy cũng như độ PH,độ ẩm, và các nút có thể họa động được trong môi trường nước thì sẽ tiến hành làm ứng dụng trong phòng chống cháy rừng và đo nhiệt độ độ ẩm,. Khi đó hệ thống sẽ có ý nghĩa rất lớn trong thực tiễn để cảnh báo sự thay đổi thời tiết.Xin chân thành cảm ơn