基于CC2431的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及無線通信技術(shù)，是繼因特網(wǎng)之后將對(duì)21世紀(jì)人類生活方式產(chǎn)生重大影響的IT熱點(diǎn)技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、感知、采集和處理各種監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國際上備受關(guān)注的、多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)之一。 傳感器節(jié)點(diǎn)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元。一般由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊、電源管理模塊構(gòu)成。首先由傳感器模塊采集數(shù)據(jù)信息，然后由處理器

2、模塊進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，通過無線通信模塊傳輸?shù)侥康牡兀娫垂芾砟K在其中起到供應(yīng)能量和延長(zhǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)使用壽命的作用。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件資源相當(dāng)有限，主要是能量有限，通信能力有限，計(jì)算和處理能力有限，這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)和使用傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)，要充分考慮到上述的問題。 本文在分析了現(xiàn)有經(jīng)典傳感器節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目的要求，設(shè)計(jì)了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。我們采用集成了MCU+射頻收發(fā)模塊的SOC設(shè)計(jì)方案。最終，采用集成了單片

3、機(jī)、CC2420射頻芯片及定位引擎的CC2431。傳感器節(jié)點(diǎn)的主要電路有CC2431的外圍電路，無線射頻電路和接口電路。在一般傳感器節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于C8051F320的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，添加了USB通訊接口電路、能量供應(yīng)及檢測(cè)電路等。同時(shí)分析了月面環(huán)境對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)可能造成的影響，提出了相應(yīng)的解決方案，但是由于現(xiàn)有條件的限制，沒有能夠給傳感器節(jié)點(diǎn)添加封裝。 根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件資源，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)四個(gè)重要模塊的功能。根據(jù)C

4、C2431無線模塊的通信機(jī)制和相關(guān)硬件資源的設(shè)置，在SOS操作系統(tǒng)中添加無線通信模塊。然后分析了定位引擎的主要性能、定位原理、定位引擎的工作過程，定位相關(guān)參數(shù)的測(cè)量。另外，完成了傳感器模塊的相關(guān)代碼的編寫。在分析了CC2431四種工作模式的基礎(chǔ)上，由于傳感器節(jié)點(diǎn)能耗主要在無線通信模塊，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了關(guān)于發(fā)送數(shù)據(jù)的低能耗功能。 最后，為了測(cè)試所設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能。分別進(jìn)行了傳感器節(jié)點(diǎn)能耗測(cè)試、RSSI測(cè)試、丟包率測(cè)試、定位