无线传感器网络节点的设计与实现(1)（可复制论文）.pdf

摘要无线传感器网络酆狭舜ǜ衅骷际酢⑶度胧郊扑慵际酢⒎植际叫畔处理技术和无线通信技术,是一个涉及多学科内容的全新研究领域。无线传感器网络技术最先起源于军事项目的研究,但是随着技术的发展,目前已被广泛应用于工业自动化、智能农业、智能交通、楼宇监控、仓储管理等领域,发展前景广阔。传感器节点是搭建无线传感器网络的基础硬件平台,是一个拥有信号采集、数据处理、无线通信等功能的微型嵌入式系统。由于无线传感器网络使用环境的特殊性,相比一般的嵌入式设备,传感器节点具有功耗低,尺寸小,成本低等特点。设计并实现该类节点,不仅可以为实验室相关研究人员进行无线传感器网络相关课题试验提供硬件平台的支持,也可以具体应用到工程实际中去。本文在对业界相关领域的发展现状进行充分调研,分析,比较的基础上,结合现有的研究条件和资源,提出了一种基于微控制器和无线传输芯片的传感器节点设计方案。该方案包括系统的总体框架设计,各个功能模块的划分和选型,以及模块之『白南低郴チ!O啾绕渌嗌杓疲梅桨钢饕>哂泄率消耗低,系统集成度高,功能扩展丰富,使用升级方便等特点。原理图设计完成后,本文实现了基于该方案的原型节点,包括宓纳杓和开发,各器件模块的焊接和调试。然后,又对原型节点的各个部分进行了功能测试,主要是通过编写相应的驱动程序来进行定性的分析。经测试,原型节点的各个模块都己工作正常,节点之间的通信距离也达到一定的水平。最后,通过无线传感器网络的一个具体应用设计,进一步验证了该传感器节点的实际应用价值。然后,针对节点的低功耗特点,本文从提高原型节点传输功率利用率的角度出发,对原型节点的硬件设计提出了一些改进设想。关键词:无线传感器网络;传感器节点:嵌入式系统:低功耗分类号:
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学位论文作者签名:/专专膨岛雾边签字日期:幽暾荚拢同签字日期:函,齿年多月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:
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致谢本论文的工作是在我的导师裘正定教授的悉心指导下完成的,裘正定教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来裘正定老师对我的关心和指导。裘正定教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作,在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向裘正定老师表示衷心的谢意。丁晓明副教授对于我的科研工作和论文也都提出了许多的宝贵意见,在此也表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,刘军、李伟明等同学对我论文中的原理设计,硬件实现等研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
髀研究意义点之间通过专用网络协议实现信息的交流、汇集和处理,并通过无线通信方式形测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,是搭建无线传感器网络监测系统的基础。同时,传感器网络使用的各种算法协议,能。因此,传感器节点在无线传感器网络中扮演着非常重要的角色。对于传感器无线传感器网络,【渴侵赣煞植荚谔囟ㄇ内足够多的无线传感器节点构成的一种新型信息获取系统。每一个传感器节点配备有一种或多种传感器缥露却ǜ衅鳌⑹6却ǜ衅鳌⑸舾杏ζ鳌⒐庹沾ǜ衅鳌红外线感应器、磁感应器、震动传感器等⑶揖哂幸欢ǖ脑怂愦砟芰Α8鞲鼋成一个特殊的网络,从而实现在特定区域内目标的探测、识别、定位与跟踪。无线传感器网络是当前国际上备受关注的多学科交叉的研究热点领域。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线网络通信技术、分布式信息处理技术以及微机电技术等【浚芄煌ü骼嗉苫奈⑿痛ǜ衅餍鞯厥凳奔并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将信息传送到终端用户,从而实现“无处不在的计算”理念。年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,无线传感器网络被列为第一。美国《今同防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。可以预见,无线传感器网