水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)室測試系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著低功耗無線電通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和微型傳感器等技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟,大量由低成本微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線自組織方式組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到越來越廣泛的應(yīng)用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是多學(xué)科交叉的前沿研究課題,水下傳感器網(wǎng)絡(luò)同樣具有極大的研究價(jià)值,在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、交通和民用諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景,它已經(jīng)應(yīng)用在海洋環(huán)境信息監(jiān)測、海洋污染監(jiān)控、海洋災(zāi)難預(yù)防、水下輔助導(dǎo)航定位、海洋資源勘測、分布式戰(zhàn)術(shù)監(jiān)測、水雷偵查和水下目標(biāo)的探測、跟蹤

2、和定位等領(lǐng)域。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種獨(dú)立出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它的基本組成單位是傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)過程復(fù)雜,芯片、器件、焊接、走線中任何一項(xiàng)出問題都會導(dǎo)致不合格節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生。尤其是水下傳感器節(jié)點(diǎn),由于其制作工藝復(fù)雜,部署環(huán)境特殊,要求其具有更高的質(zhì)量,建立測試平臺進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)測試具有重要的研究價(jià)值和實(shí)際意義。
　　 本文研究開發(fā)了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)室測試系統(tǒng),針對水下傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),提出了適用水

3、下傳感器節(jié)點(diǎn)的測試方案,并對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊、信號處理模塊、功放模塊分別進(jìn)行測試,通過實(shí)際部署和組網(wǎng)測試驗(yàn)證該試驗(yàn)室測試系統(tǒng)的有效性,論文的主要研究內(nèi)容包括:
　　 1.研究水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,分析水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)室測試系統(tǒng)開發(fā)的可行性及應(yīng)用需求,研究水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)室測試系統(tǒng)的主要功能,對水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)室測試系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),給出了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)和PC監(jiān)視配置系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)。
　　

4、 2.設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊測試方案。對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊測試分為硬件測試和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試兩部分。其中,硬件測試包括串口測試、并口測試、與PC機(jī)連接測試,通過串口小精靈輔助完成。開發(fā)了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試工具,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測試,并通過組網(wǎng)測試對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊進(jìn)行綜合測試。
　　 3.提出了信號處理模塊測試方法,給出了信號處理模塊測試軟、硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)。信號處理模塊測試主要測試信號經(jīng)過信號處理模塊之后,信息是否正確。在信號處理模

5、塊中信號要經(jīng)過抽取特征信號、濾波、去干擾、分析、綜合、變換和運(yùn)算等處理,因此,本文對于信號處理模塊的域變換、濾波處理、分頻處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換等功能的測試進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　 4.介紹了功放模塊測試步驟,先描述了功放測試性能指標(biāo),然后進(jìn)行了功放模塊測試軟硬件設(shè)計(jì)。本文還詳細(xì)介紹了模擬信號發(fā)生器的設(shè)計(jì),由于在水聲環(huán)境中進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)工作復(fù)雜、難度大,發(fā)生錯誤難以調(diào)試,采用模擬信號發(fā)生器代替換能器產(chǎn)生模擬信號,以模擬水聲環(huán)境,進(jìn)行相應(yīng)的測試工