摘要:提出一种支持体温与脉搏监测的ZigBee无线传感器网络系统。采用传感器终端、无线路由器和基站3类基于JN5139微控制器的节点设备,通过网络定时收集现场测得的多路体温和脉搏参数,利用计算机进行集中存储和管理。该系统具有精度高、连通性好、可扩展性强、功耗低等特点。
2.2 传感器终端
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体温检测电路由高精度NTC热敏电阻RT和精密电阻R3~R5构成。JN5139通过使DI01输出低电平来控制测温电路工作,利用3个12位A/D转换通道分别测出3个点的电位,求出热敏电阻的阻值,再利用热敏电阻R-T关系表及分段线性化公式得到相应的温度。
2.3 无线路由器和基站
无线路由器主要负责数据转发,本身并不承担数据采集任务,因此其硬件仅涉及JN5139最小系统(采用3.6 V直流电源供电),不需额外配置其他外设。
基站采用上、下位机结构,如图4所示。作为网络协调器的下位机为JN5139最小系统,上位机采用PC机,两者通过异步串口进行通信(波特率为115.2 kbps)。图中JN5139最小系统和MAX232电平转换器均采用3.6 V盲流电源供电。
3 应用程序设计
3.1 传输帧结构
ZigBee支持KVP和MSG两种数据帧格式,KVP适用于标准应用框架系统中简单属性值的传输,MSG则更适用于一般应用系统以及需要传输批量数据的场合。本系统采用MSG传输帧,其数据定义如下:
结语
本文设计的体温与脉搏监测系统,采用基于ZigBee的无线传感器网络技术,并以JN5139无线微控制器构建3类节点设备,以较低的成本实现了体温、脉搏参数的分布式无线采集与集中处理,同时具备高精度、高可靠性、低功耗等优点。后续工作包括利用JN5139的接口资源和处理能力支持更多生理指标的采集,以及进一步验证更大规模监测系统的实用性。
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