论文主要工作及意义

本文主要对无线传感器节点的设计技术进行一定的研究分析，并通过对无线传感器节点制作完成对无线传感器网络功能的简单模拟。无线传感器节点可以进行环境温度采集，并进行数据的无线传输和处理，从而达到对环境温度的监测。同时，它还具有高集成度，低功耗，体积小，使用寿命长等优势。

在设计方面，本文主要从功能实现以及低功耗这两方面进行设计分析。具体分为以下几个方面：

(1) 选取合适的低功耗硬件模块，确定无线传感器发送节点和无线传感器接收节点的原理框图以及软件编写流程。

(2) 通过相应的控制程序的编写，实现发送节点对温度数据的定时采集，处理，完成温度传感器模块低功耗设计。

(3) 按照预定的通信协议，编写发送，接收节点的控制程序，实现发送和接收节点间的无线通信。 

(4) 在接收节点编写控制程序，实现接收节点和PC机之间的数据通信功能。

各组成部分功能及要求

(1) 控制器模块

功能：在发送节点中，该模块应完成控制传感器模块的数据定时采集，存储，并通过配置无线通信模块，将采集的数据进行发送。在接收节点，应实现的功能为通过配置接收节点上的无线通信模块，接收发送节点发送的数据。同时，控制USB芯片，完成接收节点和PC机之间的数据通信。

要求：本设计采用MSP430系列单片机作为控制器，在设计中采用无线传感节点的系统级功耗优化技术编写程序。

(2) 无线通信模块

功能：完成数据的无线发送和接收。

要求：采用NRF2401作为无线通信模块。

有效通信距离不小于10m。

(3) 传感器模块

功能：实现环境温度的采集。

要求：测温范围：0~50℃。

(4) USB通信模块

功能：实现接收节点和PC机之间的数据通信。

本设计中，采用两节普通干电池，通过串联(3V)对以上4个模块供电。

本设计预定完成发送节点和接收节点的制作，在发送节点实现数据定时采集，发送功能；在接收节点实现数据的接收以及和PC机之间的通信的功能。由于设计中的漏洞，导致所设计的PCB板不能进行数据收发这部分的程序调试，因此该部分程序转到实验室其他平台上进行调试，原定的两块节点的制作转变为一块节点的制作，并在该节点PCB板上进行数据采集模块和USB通信模块的调试。

通过硬件的检测和软件的调试，数据发送程序在实验室基于MSP430F1121的平台上正常运行，但数据接收部分仍存在无法接收数据的问题。在设计的节点PCB板部分，数据采集程序在单步执行情况下，能够正常测温，但在自动执行情况下，不是很稳定，所测得的数据有一定偏差。在最后的USB通信模块的调试中，同样也出现了部分问题，由于硬件部分的虚焊等原因，导致PC机上不能识别CP2102。各部分具体的程序测试在第6章中各节已经进行过详细的介绍分析。