系統硬件設計

　　Zigbee無線傳感器網絡節點設計

　　無線傳感器網絡中終端節點主要負責采集數據、處理和存儲本地信息，路由節點除具備終端節點的功能外還需存儲和轉發其他節點轉發的數據，協調器節點主要進行接收路由節點或者附近的終端節點傳送過來的數據，最終通過GPRS模塊進行數據的傳輸。在無線傳感器網絡中加入路由節點可實現網絡的多跳功能，解決了各節點間通信距離有限的問題[4]。各類節點在冷藏車內的分布可參照圖3。終端節點采集該節點處的溫度數據并且通過Zigbee網絡將采集到的數據傳送至最近的路由節點A，路由節點A采集本地的溫度數據并將本地的溫度數據以及終端節點傳送過來的數據經由Zigbee網絡一起傳送至最近的路由節點B，同理，路由節點B將本地的溫度數據、路由節點A處的溫度數據以及終端節點處的溫度數據傳送至協調器節點，由協調器節點進行數據的處理和進一步的數據傳送。　　

 

　　終端節點與路由節點的組成一樣，都是由電源供電模塊、按鍵響應模塊、無線模塊、傳感器模塊組成，如圖4所示。電源供電選用兩節5號電池，無線模塊選用TI公司的CC2430-F128，該芯片支持2.4GHz IEEE 802.15.4/Zigbee協議，其片上系統的功能模塊集成了CC2420 RF收發器、增強型工業標準的8051 MCU、128KB Flash、8KB SRAM等高性能模塊，具有高性能、低功耗等特點。傳感器采用DALLAS公司的DS18B20溫度傳感器，測量范圍-55℃到+125℃。　　

 

　　協調器節點的組成與終端節點及路由節點的組成類似，但是協調器節點中沒有傳感器模塊，此外，協調器節點中增加了串口通信接口用于與RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分連接，不再詳細介紹。

　　RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分設計

　　該部分中ARM嵌入式控制器選用STM32F103VET6，具有門數低、中斷延遲短且調試成本低的特點。負責RFID數據、地理位置信息數據的讀取、溫度信息的讀取以及GPRS數據發送。該節點可按照一定的時間間隔將數據通過GPRS傳送至監控中心。該部分的組成如圖2所示。

　　系統軟件設計

　　無線傳感器節點采用IAR開發軟件進行節點類型的區分、Zigbee網絡的建立以及溫度數據的采集和接收等。RFID/GPS/GPRS信息采集與無線通信部分采用KEIL-MDK開發軟件實現數據采集、接收和發送。監控中心采用SQL SERVER開發軟件利用數據庫構建各類服務器，完成對數據的處理、分析以及提供各類移動終端的溯源查詢。

　　圖5為整個系統工作的流程圖，圖6為無線傳感器網絡工作的流程圖，圖7為RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸工作流程圖。