无线传感器网络节点设计的研究

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1、无线传感器网络节点设计的研究摘要随着社会发展的需求和通信技术、嵌入式系统和传感器技术的进展，具有感知、计算和无线通信能力的无线传感器网络(WSN)引起了人们的极大关注。本文以设计无线传感器网络节点为目的，对无线传感器网络的起源和发展、研究现状，以及几项关键技术进行了深入的了解，探讨了无线传感器网络节点研制的基本原则和思想。笔者认为低能耗、可扩展性与灵活性是一个WSN系统成功的关键，实现这些要求需要在节点硬软件、系统结构和运行策略上进行深入的探讨和周密的细节设计。论文工作中采用8位低功耗MCU芯片ATmegal28和射频芯片CCl000进行了一款无线传感器网络节点的

2、结构与原理设计。研究支持开放源代码的TinyOS操作系统移植的嵌入式设计，重点研究其低功耗机制。论文工作中对无线传感器网络的时间同步技术做了一些研究，在节点设计中实现了TPSN算法。在一个软硬件试验平台上对两节点之间的TPSN时间同步算法进行测试，试验结果说明了设计的有效性。论文工作是对新型WSN的一个尝试，为进一步工作打下了基础。关键词：无线传感N-N络节点TinyOS操作系统时问同步StudyOiltheDesignofWSNNodeAbstractTomeettheneedofsocialdevelopmentandwiththeevolutioninthe

3、technologiesofcommunication，embeddedsystemandsensors，thewirelesssensornetworkfWSN)featuringtheabilityofsensing，computingandwirelesscommunicationalreadyattractswideattention．AimedatthedesignofthesensornodeinaWSN．thedissertationcarriedoutasoundstudyonthedevelopment，presentstatus，somekey

4、technique，aswellasthebasicprinciplesandphilosophyofWSN．Theauthorbelievesthatlow-power—consumptionexpandabilityandflexibilityshouldbethekeyconsiderationstothesuccessofaWSN，andtoachievetheserequirementsnecessitatesdeepstudyandcarefuIdesignfurthenode’shardware／software，systemconfiguratio

5、nandoperationalstrategy．ThedissertationworkcarriedthedesignofaWSNnodebasedonan8bitlow—powermicrocontrollerATmegal28andwirelesstransceiverchipCCl000，thetransplantingandembeddingofopen—codedTinyOSoperatingsystemwiththeemphasisonthemechanismoflowpowerconsumption．Theworkalsostudiedthetimi

6、ng．svnchronizationinaWSNandimplementedTPSNalgorithminthenode’sdesign．AtesthadbeenperfunnedfurtheTPSNbetweentwonodesonatestplatformandtheresultverifiedtheeffectivenessofthealgorithm．ThedissertationworkisjustabeginningofthefurtherdevelopmentofnewWSN．Keywords：WirelessSensorNetwork(WSN)，N

7、ode，TinyOSOperatingSystem，Timing—Synchronization．插图清单典型无线传感器网络结构．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯传感器节点结构框图．⋯⋯⋯．．⋯．．．．．．⋯⋯⋯．．Mica系列传感器网络节点．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．传感器节点结构框图．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯无线传感器网络节点结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．AVRATmegal28的内部结构⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯．．．．．CCl000内部结构框图．⋯⋯．．．．．．．．．．⋯⋯．．．．．．⋯节点原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

8、．．．．⋯