基于無線傳感器網(wǎng)絡的信號傳輸抗干擾算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks，WSN)是一種新興的物聯(lián)網(wǎng)技術，因其廣泛的應用和發(fā)展?jié)摿Χ鹆嗽S多國家學術界和工業(yè)界的高度重視，被認為是對21世紀產生巨大影響力的技術之一。在我國，WSN技術通信所使用的2.4G頻段是免費共享的頻段，充斥著不同頻率的干擾信號，為了避開這些干擾信號，需要無線傳感器網(wǎng)絡技術工作在一些特定的抗干擾工作方式下。目前國際上針對WSN信道傳輸抗干擾技術的研究僅限于ZigBee協(xié)議聯(lián)

2、盟，而ZigBee協(xié)議過于臃腫，很多實際應用中并沒有必要使用復雜的ZigBee協(xié)議，本論文基于WSN技術所通用的IEEE802.15.4協(xié)議展開研究，可移植性更好，適用面更廣，在當前物聯(lián)網(wǎng)標準并不統(tǒng)一的應用現(xiàn)狀下，本文有著更加現(xiàn)實的意義。
　　本文致力于研究無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)的信號傳輸可靠性，考慮提高其工作在干擾環(huán)境下正常通信的能力。對特定的WSN節(jié)點進行研究，然后根據(jù)抗干擾理論標準，基于鏈路質量指示(LQI)，提出一個能夠

3、提高WSN信號傳輸可靠性的綜合性解決方案，最后結合抗干擾標準進行相關驗證，從而為我國WSN技術的發(fā)展提供一定的借鑒。
　　本文根據(jù)WSN技術中通用的IEEE802.15.4協(xié)議與規(guī)定，運用實物硬件，搭建了一個無線傳感器網(wǎng)絡中最基本的傳輸模型。在此模型上，根據(jù)相關理論基礎設計了一個提高WSN無線數(shù)據(jù)傳輸抗干擾性能的通信流程。具體來說，論文的主要工作如下：
　　1.首先選取WSN的市場應用中較為主流的MSP430超低功耗芯片和C

4、C2500無線射頻模塊產品，然后根據(jù)IEEES02.15.4協(xié)議中規(guī)定的WSN節(jié)點的模型及特點，搭建合理的硬件平臺，從而模擬出一對可遷移到實際應用中的WSN節(jié)點的通信狀態(tài)。
　　2.針對WSN技術實際應用中所遇到的信道干擾問題，借鑒藍牙(Blue Tooth)技術中廣泛用于抗干擾的自適應跳頻技術，設計了一種適合WSN技術的抗干擾技術，并且就該技術的整體流程進行了詳細闡述。
　　3.根據(jù)上述所設計的WSN抗干擾方案，結合MSP

5、430與CC2500的Datasheet，運用IAR公司提供的IAR WORKBENCH FOR430編程環(huán)境在硬件平臺上進行關鍵程序的編寫與調試。
　　4.完成了模擬測試項目和實際測試項目來驗證該抗干擾方案的可行性。模擬測試項目是通過其他WSN設備產生的特定頻段的干擾信號，來監(jiān)測實驗硬件平臺在該干擾環(huán)境中的抗干擾性能；實際測試項目是基于WSN的機房內的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，通過機房中存在的實際干擾源來驗證本文設計的抗干擾方案在實際運用中