数据采集节点硬件一般包括传感器模块、微处理器模块、无线通信模块和电源模块。JN5139将处理器模块和无线通信模块整合在一起，所以只需要将传感器模块与电源模块与之相连即可，如图5所示。

    鉴于无线传感器节点是在户外工作，更换电池不太容易，且减小节点体积，所以采用可充电锂离子钮扣电池供电。一些传感器电路的工作电流较强，因此应该采用突发式工作的方式，即在需要采集数据时才打开传感电路工作，从而降低能耗。由于一般的传感器都不具备休眠模式，因此最方便的办法是控制传感器的电源开关，实现对传感器的状态控制。对于仅需要小电池驱动的传感器，可以考虑直接采用MCU的I／O端口作为供电电源，这种控制方式简单而灵活； 对于需要大电流驱动的传感器，宜采用漏电流较小的开关场效应管控制传感器的供电。

4 软件设计
    整个无线通信程序包括系统初始化、数据发送和接收3个部分。发射过程由软件写数据到TX／RX帧缓存器，这些数据和某些参数例如目的地地址和容许重测次数一起被传送，对协议定时器进行编程来标明发送数据帧时刻。这个时刻由被跟踪协议高层的软件所决定，一旦信息包被准备好和协议定时设定好，管控方将控制其传输。当信息按照预定时刻到达，管控方控制无线电和调制解调器时序来执行需求传输类型。它可以按照IEEE 802．15．4标准要求在没有处理器介入(包括要求重新测试和随机backoffs)执行全部的工作步骤。
    当传输开始时，数据帧标头是根据软件编排的参数而创立，通过将数据串行化到调制解调器发射出去。同时无线电准备传输，在从bits-tream到调制解调器的通道中，它经过一个CRC(循环冗余码校验)通过在运行时进行校验计算的校验产生器，把它加到数据帧的末尾。
    如利用跟踪访问，在传输时定位跟踪有可能超过定时，基本频带处理器会自发地处理这种情况并通过中断方式来通知协议软件，这显然比当超时时再要求处理更好一点。
    接收时，无线电接收装置在一个特别频道来接收。一收到来自调制解调器的数据，数据帧被直接转换成TX／RX帧放在缓冲器内，在那里帧首和数据可以被协议软件阅读出来。一收到帧标题可能会产生一个中断。正如数据帧来源于经过校验发生器的调制解调器，在接收端末端的校验结果同整个信息末端相比较，来确定最后接收的数据是正确的。
    接收过程中，Modem要确认接收连接质量，确保接收最后结果可利用的，让它符合802．15．4标准要求。终端节点以及网络协调器的软件流程图如图6所示。

5 网络节点性能测试
    测试时让两个节点互发数据，且两节点间无任何障碍物，测试节点接收灵敏度。这里还需要考虑通信时延的问题，时延包括协议栈时延和空中传播的时延，空中传播时延可以忽略不计，因此主要考虑协议栈时延。协议栈时延从发送消息函数开始到无线目标实际开始物理发射为止。由于条件有限，无法做出实际的结果。但是一般的情况下，协议栈发射时延约为550μs，接收时延约为600μs。

6 结论
    本文利用Zigbee无线组网技术设计一套油田井口无线数据采集系统，成功地解决了油田井口数据采集困难的问题，实现了油田生产管理和油井、管线维护监控的信息化、自动化，极大地提高了工作效率，降低网络组建和运行的成本。

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