無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與MAC協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與客觀物理世界進(jìn)行信息交互的分布式網(wǎng)絡(luò)，通常部署在復(fù)雜的苛刻環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)具有高度動(dòng)態(tài)性。數(shù)量眾多的節(jié)點(diǎn)面臨的問題難以全部被仿真工具描述，硬件特征和信道特征的不可見、不可控性，基于硬件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的研究對(duì)應(yīng)用方面有更實(shí)質(zhì)性的認(rèn)識(shí)和把握，因此在硬件節(jié)點(diǎn)平臺(tái)進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，移植操作系統(tǒng)TinyOS到節(jié)點(diǎn)中，對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)軟/硬件平臺(tái)測(cè)量分析。該節(jié)點(diǎn)可工作于多頻段和多速率，采用

2、微處理器Atmega128A芯片和CC1101射頻芯片進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)，具有體積小、功耗低、擴(kuò)展性強(qiáng)和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。并把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的操作系統(tǒng)TinyOS移植到節(jié)點(diǎn)中，編寫應(yīng)用程序完成了傳感器節(jié)點(diǎn)間的通信和組網(wǎng)功能，組建了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)測(cè)試床。
　　對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量分析，包括兩個(gè)方面:節(jié)點(diǎn)內(nèi)部接口和無線信號(hào)。對(duì)SPI總線接口和串口進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理時(shí)序分析，分析節(jié)點(diǎn)精確時(shí)序占空比。借助頻譜分析儀和示波器測(cè)量

3、儀器對(duì)空中無線信道進(jìn)行探測(cè)，“捕獲”到前導(dǎo)碼、同步詞匯和數(shù)據(jù)包，觀測(cè)和分析前導(dǎo)碼和同步詞匯對(duì)研究網(wǎng)絡(luò)吞吐量、無線信道的鏈路質(zhì)量等提供了研究基礎(chǔ)與依據(jù)，通過測(cè)量驗(yàn)證了節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)移植的正確性和可靠性。
　　構(gòu)建了一種無線信道接入分配方案，并進(jìn)行了硬件平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)組建傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試床，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)流量匯聚模型中，從無線信道接入分配角度出發(fā)，提出根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的層次和子節(jié)點(diǎn)的數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)整無線信道接入分配方式，兼顧公平