本文中传感器节点的主要任务是针对传感器节点监测到的数据信号进行采集，并且把采集到的数据信号通过无线通信模块和数据处理模块发送到终端节点；终端节点的主要任务是通过ZigBee协议将从传感器节点接收的数据信号转发到协调节点，并且完成协调器节点的相关命令；协调器节点的主要任务是建立ZigBee无线网络，并且等待采集数据的命令；然后，通过RS232串口通信发送到PC机上，以便对采集数据进行分析和存储；PC机主要任务是集中显示和控制监测信号的情况。
1终端节点软件设计
终端节点的主要任务是把传感器节点采集的数据信号转发给协调器，同时接收并完成协调器的相关指令。如图1所示，终端节点的流程图。从节点上电后，首先硬件CC2530和协议栈进行初始化，搜索临近的可用网络并且申请加入，如果申请成功进入省电模式。如果没有数据传输请求时，系统进入睡眠模式，然后采取中断唤醒的工作机制。如果有数据传输请求时，系统进入工作模式，进行处理并发送采集的数据。当数据发送完成，进入下一轮的数据采集终端节点软件流。
2协调器节点软件设计
协调器节点的软件设计主要是节点底层部分的编程，主要负责建立一个ZigBee无线网络。协调器节点的软件流程图，如图2所示。主节点上电后，首先对CC2530芯片及ZigBee协议栈进行初始化，搜索可用信道，选择合适的信道并建立ZigBee无线网络。如果有节点申请加入网络时，允许加入并且分配一个16位长的网络短地址，然后进入省电模式等待采集数据的命令；最后将接收的所有数据包通过RS232串口通信发送到PC机上，以便对采集数据进行分析和存储。初始化和无线收发函数与协调器节点类似，在这里不再重复。
3人机交互界面设计
在本系统中，传感器节点将采集的数据通过无线方式发送到协调器节点上，再通过RS232接口传送到PC监控机上，研究人员通过监测软件实时监测被测对象。PC监测软件的主要功能有：实时显示传感器节点的状态信息;实时显示被测对象数据；研究人员可以设置报警阀值，当监测值超过阀值时，界而发出报警提示。监测现场界面展示图如图3所示。本文采用传感器技术，对钢丝绳的状态进行监测，现场实验监测界面如图3所示。传感器采集的信号，通过无线通信模块和数据处理模块发送到终端节点，终端节点通过ZigBee协议把数据信号转发给协调器节点。然后，通过RS232串口通信发送到PC机上，以便对采集数据进行分析和存储。由图可知，当钢丝绳出现断丝或腐蚀以及其它损伤时，监测系统有效地记录了损伤位置，直观地展示在观察者面前。
4总结
本文主要对钢丝绳监测传感器网络节点的软件进行了设计与研究。其中无线网络系统融合了ZigBee技术和传感器技术设计而成的。根据软件设计方案，设计了协调器节点和终端节点的接收和发送数据的流程图。通过对钢丝绳在线监测数据来看，只是监测到钢丝绳的断丝情况。由于作者水平有限和课题进展的时间限制，仍可以从以下几个方面进一步研究：（1）监测钢丝绳其他参数，如：钢丝绳主要的失效是断丝，但是也有磨损、锈蚀、弯曲等破坏形式，也应对这方面进行监测；（2）现有无线监测系统的无线控制方面作进一步研究。随着现代信息技术的进步，不久的将来我相信，无线监测系统的应用与发展将会给高空作业机械的发展带来更多的机遇，也会加速建筑机械行业的发展。随着现代信息技术的进步，无线传感器网络技术将会越来越完善。
作者：姚金梅 孙健 单位：沈阳建筑大学学报编辑部 沈阳建筑大学交通与机械工程学院
相关专题：swot分析ppt模板 湖南农业大学学报
