基于煙草數(shù)據(jù)采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanism System)、片上系統(tǒng)(SoC，System-on-Chip)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步孕育了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，wireless sensornetwork)。它能夠?qū)崟r監(jiān)測、感知、采集和處理各種被監(jiān)測對象的信息，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)之一，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步逐漸實(shí)用化，在環(huán)境監(jiān)測等方面得到了具體應(yīng)用。

2、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的趨勢是針對特定的應(yīng)用而不是普遍的應(yīng)用，即應(yīng)用所需要的硬件平臺是不相同的。在對現(xiàn)存主流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平臺進(jìn)行了分析和比較后，得出了其共同的設(shè)計思想和各自獨(dú)特的設(shè)計理念，并深入分析了Mica2平臺的部分電路。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的變化是巨大的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的嵌入式操作系統(tǒng)必須具備好的移植性，因此對其移植性研究具有重要的意義。 本文以基于煙草監(jiān)測的節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計要求為依據(jù)，在軟件設(shè)

3、計方面進(jìn)行深入的研究，對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行分類總結(jié)，跟蹤了國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，重點(diǎn)研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的嵌入式操作系統(tǒng)TinyOS，包括組件模型、調(diào)度策略，并且對TinyOS操作系統(tǒng)的編程語言nesC的編譯器ncc進(jìn)行了分析和說明，對其編譯過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。在深入研究TinyOS組件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了將TinyOS移植到相同微控制器但外圍電路不同的平臺和不同微控制器平臺的移植思路，并實(shí)現(xiàn)了TinyOS在

4、GAINS3上的移植。分析了TinyOS的調(diào)度策略，對TinyOS-1.x的FIFO調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，重寫了部分調(diào)度函數(shù)，使得TinyOS-1.x支持簡單的優(yōu)先級調(diào)度，提高了實(shí)時性。 另外在深入了解GS003傳感器板所使用的SHT7x芯片后，使用nesC語言編寫了傳感器板的驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)了高精度溫濕度信息的采集，其中包括14/12bit和12/8bit兩種精度。深入研究了nesC語言，編寫了使用SHT7x傳感器采集溫濕度信息并