车载无线传感器网络监测系统设计

　　引言

　　为了满足人们对车载安全性、操控性以及舒适性的要求，车载上集成了越来越多的电子系统。目前，汽车电子设备广泛采用16位或32位微处理器进行控制。本文基于IEEE 802.15.4和ZigBee标准的无线传感器网络构建车载监测系统，设计实现更加优化的无线传感器网络，逐步实现车载系统的网络化、智能化和可控性，以提，高车载系统的安全性。

　　1 系统设计方案

　　本文在现有的车载系统上，将数据传输的方式扩展为无线传输方式，实现一个星型网络的数据采集系统。并能分别将各个数据采集节点的所获得的数据传输到网关，网关通过串口将数据上传到主机上，在主机中实现数据的实时波形显示，并以数据库的方式加以保存，供后续数据处理。该采集系统的应用对象由温度传感器、油压传感器、转速传感器、速度传感器、电流传感器、压力传感器等传感器子系统所组成。这样设计的目的是用一个监控主机端来检测多个待测目标环境，考虑到接入的数据吞吐量和软件系统的复杂程度，采用时分复用的方式，逐个对网内的终端采集点进行控制采集。

　　如图1所示，该车载系统分3个部分：车载监控中心、车载网关和车载传感器节点。车载网关是整个车载系统的核心，可以和所有的车载传感器节点通信。车载监控中心可以向车载网关发出控制命令，由车载网关将控制命令转换为射频信号后发送给车载传感器节点。当车载传感器节点发送数据时，车载网关进入数据接收状态，并将数据上传到车载监控中心作进一步处理。此外，车载传感器节点之间不能互相通信。监控中心的监控软件与车载网关之间以RS232的接口标准进行通信。

　　车载传感器节点的生命周期由活跃期和休眠期构成。节点在活跃期完成数据采集，向网关发送数据，接收并执行网关命令;在休眠期关闭无线射频模块以节省能量，直到下一个活跃期来临。系统通过这种休眠机制来减少系统的能量消耗，延长系统整体寿命。

　　本系统用PC机作为监控中心，PC机上的监控软件在VB环境下开发，是一个基于对话框的应用软件。为了提高通信传输模块的智能化水平，在设计中，它的功能不限于数据的实时显示，所有的数据采集由监控软件通过发送请求信号的方式触发。考虑到原始数据需要进行后续的处理与深入的分析，才能对车载系统的状况进行准确的判定，软件中还添加了数据文件形式的保存与数据文件回显功能。

　　总体上来讲，整个网络的所有节点都受控于主机监控软件，工作过程中网络的每一个节点都不需要人为的参与。