凑且简单,具体实现的硬件需求很低,位微处理器即可满足要求,全功能协议软件需要字节的,最小功能协议软件需求大约字节的。
三无线传感器节点硬件设计无线传感器网络的节点由传感器模块处理器模块无线通信模块和电源模块构成。
节点的硬件原理框图如图。
处理器模块和无线通信模块采用芯片,是个真正的系统芯片,它包括了个高性能的直接序列扩频射频收发器和高性能低功耗的微控制器核。
芯片采用工艺生产,工作时的电流损耗为在接收和发射模式下,电流损耗分别小于和。
的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性,特别适合无线传感器网络的应用。
大大简化了射频电路的设计。
传感器模块采用集成温湿度传感器。
电源模块采用纽扣电池。
图节点硬件设计用于采集周围环境中的温度和湿度,其工作电压为,测湿精度为,时测温精度为。
采用贴片封装,与处理器的通信电路通信协议。
四节点的软件设计网络安全层媒体接入控制物理层应用层节点软件设计采用了操作系统,是美国的伯克利大学开发的,专为嵌入式无线传感器网络而设计,是款自由和开放源码的操作系统和平台,它采用面向元件结构,确保快速响应和执行,同时减小了代码量,以适应无线传感器网络严格的存储空间需要。
它运行在每个网络节点上,是其他上层应用和协议运行的前提。
其操作系统库和程序服务程序是用写的。
是种开发组件式结构程序具有语法风格的语言,其组件层次结构就如同个网络协议栈,底层的组件负责接收和发送原始的数据位,而高层的组件对这些数据进行编码解码,更高层的组件负责数据打包路由和传输数据。
组件用接口互相连接。
为普通的抽象描述提供了接口和组件,例如数据包通信,路由,感快。
技术在联盟和的推动下,结合其他无线技术,可以实现无所不在的网络。
它不仅在工业农业军事环境医疗等传统领域有具有巨大的运用价值,在未来其应用可以涉及到人类日常生活和社会生产活动的所有领域。
由于各方面的制约,技术的大规模商业应用还有待时日,但已经展示出了非凡的应用价值,相信随着相关技术的发展和推进,定会得到更大的应用。
但是,我们还应该清楚的认识到,基于技术的无线网络才刚刚开始发展,它的技术应用都还远谈不上成熟,国内企业应该抓住商机,加大投入力度,推动整个行业的发展。
参考文献刘士俊温彦平,环境检测技术研发与可持续发展,科技情报开发与经济,年第七期,刘建国刘文清魏庆农,环境检测技术及其发展方向,年月,田劲松,环境在线检测信息系统的研究与开发,武汉理工大学,年月周广辉,基于无线网络和的环境检测系统,大连理工大学,年月孙利民李建中陈渝,无线传感器网络,北京清华大学出版社,年郑增成吴朝晖,若干无线传感器网络路由协议比较研究,计算机工程与设计,年无线网络技术入门与实战无线网络与无线定位实应用方案与典型应用各领域应用简介致谢历时将近个月的时间终于将这篇论文写完,在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍,都在同学和老师的帮助下度过了。
从论文的选题到资料的收集到论文的撰写编排整个过程中,尤其要强烈感谢我的论文指导老师王老师,他对我进行了无私的指导和帮助,在忙碌的教学工作中挤出时间来,不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。
另外,在校图书馆查找资料的时候,图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。
在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢,感谢这篇论文所涉及到的各位学者。
本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。
感谢我的同学和朋友,在我写论文的过程中给予我了很多模板素材,还在论文的撰写和排版过程中提供热情的帮助。
在论文完成之际,我的心情万分激动。
由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友批评和指正行为和储存。
无线传感器节点的应用程序采用编写,分为数据采集电池能量检测和无线通信这三个分别设计的模块。
无线路由节点和无线终端节点比无线终端节点多个数据汇集和上传的功能。
五网关设计在该系统中,需要实现无线传感器网络与以太网的互联,把网络中监测的温湿度数据需要发送到监测中心主机进行分析和显示。
网关实现该功能,担当网络和以太网的协议转换。
网关由下列部分组成内部集成符合标准的的射频收发器的无线单片机采用核的微控制器以太网控制器芯片等。
六监控终端软件设计作为个完整的环境监控系统,除了无线传感器网络技术研究,运行在计算机服务器上的上层管理软件必不可少。
本系统中,上层管理软件采用三层模式,实时对传感器网络送来的数据进行处理,形成用户最终关心的数据表现形式,局域网内的办公用户在经过授权后,可以读取监控主机上的实时数据,实现远程的监测。
监控应用软件还对传感器网络中的每个节点进行跟踪管理。
对于监控到异常情况,上层管理软件使用声光短信电话实时报警方式。
可显示参数列表实时曲线图对应具体数值并任意调整坐标实时数据折算数据累计数据历史报警画面报表等多种显示统计功能更加贴近用户需求。
五总结与展望为了推动技术的发展,已被收购与和等公司共同成立了联盟,目前该联盟已经包含多家会员。
该联盟主席曾于年月亲自造访中国,以免专利费的方式吸引中国本地企业加入。
据市场研究机构预测,低功耗低成本的技术将在未来两年内得到快速增长,年全球器件的出货量将达到万个,年底将超过万个,年将超过亿个。
这预言正在从联盟及其成员近期的系列活动和进展中得到验证。
在标准林立的短距离无线通信领域,的快速发展可以说是有些令人始料不及的,从年底标准确立,到年底相关芯片及终端设备总共卖出亿美元,应该说比被业界炒了多年的蓝牙进展都负载管理功能的自动抄表,这可使得地产管理公司削减成本和节省电气能源。
对油气生产运输和勘测进行管理控制数据采集及其它遥感勘测。
家庭控制照明安全和其它系统。
对病患设备及设施进行医疗和健康监控。
军事应用,包括战场监控和机器人控制。
汽车应用,配合传感器网络报告汽车所有系统的状态。
消费电子应用,对玩具游戏机电视立体音响播放机和其它家电设备进行遥控。
应用于计算机外设,如鼠标键盘游戏控制器及打印机。
有源应用,例如电池供电标签,它可用于产品运输产品跟踪存储较大物品和财产管理。
基于互联网的设备之间的机器对机器通信二应用结构中的应用结构是设备上的应用对象中的环境。
在应用结构内,这个应用设备发送和接收数据直接通过。
这个应用对象在完成以下任务后直接接到公共部分。
控制和管理在设备中的协议层。
创建标准网络功能。
这个数据服务倘若通过,包括请求确认回答和指出原始的传递数据。
在同等应用实体之间请求支持原始数据传送。
请求原语呼叫的结果确定原始报告。
指出原始的用于指出数据来自于应用对象目的地文件三的概述栈体系包含系列的层原件,包含标准层和层,当然也包括的层。
每个层的原件提供相关的服务功能。
图为栈结构框架图。
图栈结构框架图三基于的无线定位系统研究定位系统节点类型无线定位主要由网关参考节点以及盲节点组成。
网关无线定位系统的网络协调器,通过串口延长线与相连。
它在整个系统中起着至关重要的作用,首先它要接收由监控系统提供的各种参考节点和移动节点的配置数据,并发送给相应的节点其次还要接收各节点反馈的有效数据并传送给监控系统。
网关工作流程如图所示。
图网关工作流程图参考节点无线定位系统中已知坐标的节点是网络中的路由器,为使参考节点能提供值以及个准确的包含自己位置,的坐标的信息包给移动点,所以参加节点必须精确地配置在需要定位的区域中。
参考节点工作流程如图所示。
开始收到机数据收到各个节点协议的代名词。
这个协议规定的技术是种短距离低功耗的无线通信技术。
主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌人各种设备。
技术有如下几点优势成本低,技术是免协议专利费的,而且每块芯片的价格大约为美元左右低功耗,在低耗电待机模式下,两节五号干电池可支持个节点工作半年至两年时间甚至更长低速率,工作在的较低速率,在不同频带间分别提供,和的原始数据吞吐率满足低速率传输数据的应用需求近距离,其传输范围般介于之间,在增加射频发射功率后,亦可增加到短时延,的响应速度较快,般从睡眠转人工作状态只需,节点连接进人网络只需,进步节省了电能大容量,可采用星状树状和网状网络结构,由个主节点管理若干子节点,最多个主节点可管理个子节点,同时主节点还可由上层网络节点管理,最多可组成个节点的大网安全性能好,提供了三级安全模式,包括无安全设定使用接人控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准的对称密码,以灵活确定其安全属性。
二协议框架及其网络拓扑结构协议是种低成本低功耗低速率嵌入式设备互相间及与外界网络通信的组网解决方案,它是联盟基于技术标准物理层和媒体访问控制层层协议对网络层协议和进行标准化而制定的无线局域网组网安全和应用软件方面的技术标准。
协议栈结构如图所示。
图协议框架在标准规范的制订方面,主要是小组与两个组织,两者分别制订硬件与软件标准。
在方面,年月成立了小组,负责制订与物理层规范,在年月通过标准建立在标准之上,它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。
仅仅定义了实体层和介质访问层,并不足以保证不同的设备之间可以对话,于是便有了联盟。
在网络层方面,联盟制订可以采用星形和网状拓扑,也允许两者的据通过串口发送发送至节点计算出校验值从串口发出结束否校验正确是是图参考节点工作流程图盲节点无线定位系统中移动节点,它通过已知参考节点的坐标来计算自身坐标值的节点,是网络中的路由器,移动节点能够与离自己最近的参考节点通信,收集这些节点的,坐标和值,根据这些信息和输入参数,起计算自己坐标信息。
将适当的信息发送给网关,通过传给计算机定位监控系统。
盲节点定位流程图如图所示。
开始收到数据请求收到参考节点请求配置多考节点配置结束多次手机发送平均
























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