無線傳感器網絡節(jié)點協(xié)議棧的設計與實現(xiàn).pdf

1、根據(jù)項目的需求,我們項目組準備開發(fā)一種用于野外環(huán)境下監(jiān)測移動目標的無人值守網絡化傳感器網絡系統(tǒng),該系統(tǒng)節(jié)點應該具備易布設、無人值守、隱蔽性強、小型化、感知能力強、能耗低等特點,不能直接將傳統(tǒng)的TCP/IP網絡協(xié)議棧應用到本項目,而需要開發(fā)適合無人值守網絡化傳感器網絡系統(tǒng)應用方式的協(xié)議棧。
　　本課題分兩階段,第一階段主要在理論研究學習的基礎上完成工程實踐,著重解決節(jié)點之間能夠正常通信,完成節(jié)點間多跳路由數(shù)據(jù)轉發(fā)功能,末端傳感器節(jié)點

2、采集數(shù)據(jù)后能將數(shù)據(jù)轉發(fā)到后端的問題;第二階段著重解決代碼短小、資源占用量低、可移植性好、運行效率高,能夠長時間穩(wěn)定可靠工作,并支持未來協(xié)議擴展的靈活而高效的傳感器網絡協(xié)議棧的問題。本文主要就第一階段進行闡述。
　　本文根據(jù)項目的具體需要和無線傳感器網絡的應用特點,完成了無線傳感器網絡通信協(xié)議棧的總體架構和詳細的分層設計方案,無人值守網絡化傳感器網絡系統(tǒng)采用分層的網絡結構設計,整個網絡由前端負責數(shù)據(jù)采集的采集層網絡,負責信息匯聚傳輸

3、的接入層網絡這層網絡和后端信息應用系統(tǒng)組成。采集層網絡主要由匯聚節(jié)點和大量的傳感器節(jié)點組成;接入層網絡完成傳感網和IP網絡之間的轉換適配,將采集層的數(shù)據(jù)通過IP方式傳輸?shù)胶蠖?這層由負責統(tǒng)管前端傳感器節(jié)點的匯聚節(jié)點和負責與后端接入的接入節(jié)點組成;后端信息應用系統(tǒng)負責為用戶提供目標信息,這部分由運行TCP/IP協(xié)議的終端組成,這些終端通過各種遠程通信方式,遠距離即可獲取傳感器節(jié)點感知采集的目標信息。
　　本文最后在具體平臺上完成了無

4、線傳感器網絡應用的工程實踐。在TI公司的ARM+DSP架構的OMAP_L138硬件平臺和開源linux操作系統(tǒng)軟件平臺上,通過軟件編程實現(xiàn)了接入層網絡節(jié)點協(xié)議棧鏈路層及以上功能,根據(jù)本文論述的無線傳感器網絡系統(tǒng)的需求進行了網絡協(xié)議棧的測試,并在野外進行了小規(guī)模組網試驗,節(jié)點之間能夠正常通信,能夠適應網絡拓撲的變化,當節(jié)點位置變化或節(jié)點死亡導致鏈路斷開時,節(jié)點之間能夠重新找到通往后端的新路由,實現(xiàn)路由的更新和維護。無線傳感器節(jié)點能將移動目