嵌入式超低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)融合傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)的二十一世紀(jì)的通信網(wǎng)絡(luò)，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和重要的研究?jī)r(jià)值。網(wǎng)絡(luò)中的大量節(jié)點(diǎn)具有可快速部署、自組織、隱蔽性強(qiáng)、無(wú)人值守等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位置相對(duì)變化、部分節(jié)點(diǎn)失效等問(wèn)題可以不對(duì)系統(tǒng)整體功能造成破壞性影響，非常適合應(yīng)用于人類無(wú)法到達(dá)或很難到達(dá)的地方。就目前的技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還面臨許多問(wèn)題，如能量受限、傳輸距離有限、數(shù)據(jù)失真等。 目前，能源問(wèn)題已經(jīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)的研究核心之一，該問(wèn)題涉及到兩個(gè)方面：供能和能耗問(wèn)題。在研究多種能源供電方式和降低系統(tǒng)功耗的理論基礎(chǔ)上，本文從節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)到軟件開(kāi)發(fā)均采取了低功耗策略，創(chuàng)建了超低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的模型。在節(jié)點(diǎn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，利用先進(jìn)的嵌入式技術(shù)，采用集微處理器和RF收發(fā)芯片于一體的JN5121-Z01-M01模塊設(shè)計(jì)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；擴(kuò)展相應(yīng)的傳感器接口電路，實(shí)現(xiàn)與超低功耗的石英音叉溫度傳感器和濕度傳感器SHT11的連接；無(wú)線通信協(xié)議采用低

3、成本、低功耗、自組織、應(yīng)用簡(jiǎn)單的IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議；通過(guò)收集和存儲(chǔ)環(huán)境中的太陽(yáng)能和振動(dòng)能為節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)備能量，解決節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)效能源供應(yīng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的自供能。 論文最后通過(guò)搭建的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)嵌入式超低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了組網(wǎng)和數(shù)據(jù)采集測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境溫濕度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)通信距離進(jìn)行了測(cè)試。經(jīng)測(cè)試分析，本文給出的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能耗得到了有效補(bǔ)充及降低，系統(tǒng)具有體積小、功耗低、性能穩(wěn)