摘要:提出一種支持體溫與脈搏監測的ZigBee無線傳感器網絡系統。采用傳感器終端、無線路由器和基站3類基于JN5139微控制器的節點設備,通過網絡定時收集現場測得的多路體溫和脈搏參數,利用計算機進行集中存儲和管理。該系統具有精度高、連通性好、可擴展性強、功耗低等特點。
2.2 傳感器終端
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體溫檢測電路由高精度NTC熱敏電阻RT和精密電阻R3~R5構成。JN5139通過使DI01輸出低電平來控制測溫電路工作,利用3個12位A/D轉換通道分別測出3個點的電位,求出熱敏電阻的阻值,再利用熱敏電阻R-T關系表及分段線性化公式得到相應的溫度。
2.3 無線路由器和基站
無線路由器主要負責數據轉發,本身并不承擔數據采集任務,因此其硬件僅涉及JN5139最小系統(采用3.6 V直流電源供電),不需額外配置其他外設。
基站采用上、下位機結構,如圖4所示。作為網絡協調器的下位機為JN5139最小系統,上位機采用PC機,兩者通過異步串口進行通信(波特率為115.2 kbps)。圖中JN5139最小系統和MAX232電平轉換器均采用3.6 V盲流電源供電!
3 應用程序設計
3.1 傳輸幀結構
ZigBee支持KVP和MSG兩種數據幀格式,KVP適用于標準應用框架系統中簡單屬性值的傳輸,MSG則更適用于一般應用系統以及需要傳輸批量數據的場合。本系統采用MSG傳輸幀,其數據定義如下:
結語
本文設計的體溫與脈搏監測系統,采用基于ZigBee的無線傳感器網絡技術,并以JN5139無線微控制器構建3類節點設備,以較低的成本實現了體溫、脈搏參數的分布式無線采集與集中處理,同時具備高精度、高可靠性、低功耗等優點。后續工作包括利用JN5139的接口資源和處理能力支持更多生理指標的采集,以及進一步驗證更大規模監測系統的實用性。
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