基于GSM延伸的WSN研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)源于上世紀(jì)70年代,是從點(diǎn)到點(diǎn)間的傳感器傳輸,到現(xiàn)場總線應(yīng)用于傳感器控制器,再到現(xiàn)在的具有無線自組織能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)。由于無線通信技術(shù)、微電子技術(shù)、存儲技術(shù)、能量供應(yīng)技術(shù)的發(fā)展,加之IEEE802.15.4工作組對WSN的物理層和MAC層協(xié)議的規(guī)范,使得WSN有了很大發(fā)展。
　　 WSN中單個節(jié)點(diǎn)的通信距離比較有限,所以WSN的單一子網(wǎng)覆蓋的范圍不可能太大。

2、為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)與應(yīng)用,需要借助廣域網(wǎng)絡(luò)設(shè)施作為遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹纹脚_,以實(shí)現(xiàn)不同傳感器子網(wǎng)之間的互聯(lián),這就需要設(shè)計(jì)網(wǎng)關(guān),來完成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與廣域網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。然而WSN經(jīng)常布設(shè)于人員難以到達(dá)或者比較偏遠(yuǎn)的場合,作為支撐平臺的廣域網(wǎng)如果是有線網(wǎng),當(dāng)有線網(wǎng)布線至WSN處時,就會產(chǎn)生高昂的鋪設(shè)費(fèi)用。
　　 論文設(shè)計(jì)了一種依托全球移動通信系統(tǒng)(Global System for MobileCommunicati

3、ons,GSM)平臺作為對WSN覆蓋延伸的體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)該體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)方案:用GSM作為節(jié)點(diǎn)信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹纹脚_,用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)WSN,選用溫度作為感知對象,設(shè)計(jì)出WSN網(wǎng)關(guān),實(shí)現(xiàn)WSN與GSM網(wǎng)絡(luò)之協(xié)議轉(zhuǎn)換。研究的主要內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　 1.研究了基于ZigBee技術(shù)的WSN。重點(diǎn)研究了ZigBee無線通信協(xié)議棧架構(gòu)、各層所涉及的原語、提供的服務(wù)。
　　 2.采用GSM蜂窩網(wǎng)作為無線廣域網(wǎng),

4、研究了GSM空中接口的協(xié)議規(guī)范,AT指令及其格式。
　　 3.搭建了一個由無線廣域子系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)組成的體系結(jié)構(gòu)。其中無線廣域子系統(tǒng)借助現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)子系統(tǒng)由GSM模塊和具有FFD(Full Function Device)功能的ZigBee協(xié)調(diào)器組成,它們之間通過串口RS-232連接。節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)由具有RFD(Reduce Function Device)功能的ZigBee無線傳感器節(jié)點(diǎn)和溫度傳感器組成。<

5、br>　　 4.開發(fā)環(huán)境采用IARSystems公司的IAR軟件,并對IAR軟件的功能和ZigBee協(xié)議棧的軟件開發(fā)流程進(jìn)行了研究。
　　 5.在熟悉ZigBee技術(shù)規(guī)范和GSM規(guī)范的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)出了無線網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了兩種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換,包括ZigBee協(xié)調(diào)器控制下的WSN組網(wǎng),AT指令的置入,以及PDU數(shù)據(jù)分組的定義。
　　 最后選用了三個節(jié)點(diǎn)的星型ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為WSN,手機(jī)作為用戶遠(yuǎn)程控制終端,