基于nRF24L01的Dijkstra最短路徑算法的無線分簇網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、21世紀(jì)短距離無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)在日常生活中的方方面面，承擔(dān)著信息社會不可或缺的角色。無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新使得在現(xiàn)實生活網(wǎng)絡(luò)中的通信速率越來越高，傳輸距離越來越遠(yuǎn)。然而無線通信領(lǐng)域不僅限于高速率、遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，在無線監(jiān)測、無線控制、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、智能家居、安防、醫(yī)療監(jiān)控等應(yīng)用場合下，通信網(wǎng)絡(luò)要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴崟r性和抗干擾性，基于射頻傳輸?shù)亩叹嚯x無線通信傳感器網(wǎng)絡(luò)則更顯優(yōu)勢。
　　本文主要為了滿足低成本、

2、可靠的短距離無線通信組網(wǎng)的要求，設(shè)計并實現(xiàn)了基于無線射頻nRF24L01芯片的最短路徑Dijkstra算法的無線分簇網(wǎng)絡(luò)。本設(shè)計主要包括無線通信節(jié)點模塊的硬件實現(xiàn)和無線分簇網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計兩部分。其中無線傳感器節(jié)點采用了2.4Ghz的無線射頻芯片nRF24L01和飛思卡爾公司的微控制器MCF51QE128，具有良好的通信性能;無線分簇網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議采用了層次結(jié)構(gòu)的路由，吸取了LEACH算法的分簇思想和PEGASIS算法的數(shù)據(jù)傳輸鏈思想，提出

3、了一種基于nRF24L01芯片特性的路由協(xié)議，并通過Matlab仿真驗證了該路由設(shè)計的可行性，利用射頻nRF24L01芯片多通道特性和改變頻率特性，以滿足短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信對通信可靠性、實時性和抗干擾性的要求。
　　利用所設(shè)計的傳感器節(jié)點進(jìn)行測試，結(jié)果表明系統(tǒng)在空曠的空間單點傳輸距離可達(dá)40米，多個傳感器節(jié)點隨著位置的變化，傳輸覆蓋面積可達(dá)200平方米，符合Matlab路由仿真結(jié)果，應(yīng)用nRF24L01芯片重傳機(jī)制和改變頻率特性，