基于GAINZ硬件平台的无线传感器网络节点软件设计(可复制论文).pdf

基于布教ǖ奈尴叽ǜ衅魍缃诘闳砑杓摘要随着传感器技术、嵌入式技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术的快速进步,能够实时监测、感知、采集和处理各种监测对象信息的无线传感器网络,凭借其可观的实用价值和广阔的应用前景,成为当今世界最受关注的前沿科技研究热点之一。传感器节点的软硬件设计是无线传感器网络研究的重要组成部分。由和等主要芯片构成的7逄峁┝低成本的硬件平台;标准定义了物理层和层,为传感器节点的底层软件设计提供了参考。无线传感器网络的一大特点是其应用的多样性,因此传感器节点的软件设计需要基于具体应用选用网络层及其上层协议。尽管有很多研究机构通过理论分析和仿真来判断和比较上层协议的优劣,但是真实环境下的观测试验在结果的可信度方面具有网络仿真方法无可比拟的优势。为了搭建一个可以实际组网观测性能的实验环境,很多致力于无线传感器网络上层协议研究的科研人员不得不在传感器节点物理层和愕娜砑杓粕舷拇罅烤Α?悸堑秸庋的实际问题,本文通过模块化分割传感器节点基本功能的设计方法和面向过程的具体编程实现方案,基于标准,实现传感器节点的底层软件设计。本文将物理层数据采集、物理层无线收发、鉉疌信道接入和帧格式的设计作为传感器节点必须具备的基本功能,给出了各基本功能模块的设计思路及其实现的具体步骤。基于此设计,多个普通传感器节点可以将采集到的数据通过无线信道传送到汇聚节点,组成一个星型拓扑的无线传感器网络。为了在榭汇聚节点的工作状况,本文设计了一个可在低诚略诵械任务监测工具,方便地将汇聚节点收到的数据包显示在友好的人机交互界面上。使用串行线连接教ê蚉系拇型ㄐ沤涌冢用户可以通过该工具实时观察汇聚节点收到的每个数据包的地址信息、序列号和数据信息。同时,该工具将关键的数据信息保存为文本格式文档,备日后分析查阅。本文还设计了一个任务发布工具,
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供端用户实时控制无线传感器网络的工作状态。综上,本文提出了一种无线传感器网络节点软件设计的新思路,基于布教ㄍ瓿闪嘶贗..曜嫉拇ǜ衅鹘诘物理层和愎δ艿娜砑杓疲7⒊雠涮椎腜思嗖夤ぞ吆任务发布工具,搭建了一个完整的无线传感器网络环境。关键词:无线传感器网络
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’篙怯娜日期:型褐鳎撼塑菏ィ三型壕览本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。处,本人承担一切相关责任。学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑保密论文注释:本学位论文属于保密在—年解密后适用本授权书。非保密本人签名独创性虼葱滦声明申请学位论本人签名:日期:关于论文使用授权的说明论文注释:本导师签名
第一章绪论研究背景虺芖怯刹渴鹪诩测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的的信息,并发送给观察者附近,能够通过自组织方式构成网络,传感器节点将采集到的数据沿着其他传感后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对感器单元、信息处理单元、无线通信单元和能量供应单元四部分组成。传感器单元负责监测区域内信息的采集和数据疍转换;、计算技术和无线通信等技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象无线传感器网络系统通常包括传感器节点⒒憔劢诘凸芾斫诘恪4罅看ǜ衅鹘诘闼婊渴鹪诟兄G内部或器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据【。传感器节点是无线传感器网络的重要组成部分,一个典型的传感器节点由传感器节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发送来的数据;无线通信单元负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制信息和收发采集数据;能量供应单元为传感器节点提供运行所需的能量。.尴叽ǜ衅魍绲奶氐恪无线