基于煙草數(shù)據(jù)采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS，Micro-Electro-Mechanism System)、片上系統(tǒng)(SoC，System-on-Chip)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步孕育了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，wireless sensornetwork)。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測、感知、采集和處理各種被監(jiān)測對(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，而且隨著技術(shù)的進(jìn)步逐漸實(shí)用化，在環(huán)境監(jiān)測等方面得到了具體應(yīng)用。

2、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的趨勢是針對(duì)特定的應(yīng)用而不是普遍的應(yīng)用，即應(yīng)用所需要的硬件平臺(tái)是不相同的。在對(duì)現(xiàn)存主流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)進(jìn)行了分析和比較后，得出了其共同的設(shè)計(jì)思想和各自獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，并深入分析了Mica2平臺(tái)的部分電路。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的變化是巨大的，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的嵌入式操作系統(tǒng)必須具備好的移植性，因此對(duì)其移植性研究具有重要的意義。 本文以基于煙草監(jiān)測的節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)要求為依據(jù)，在軟件設(shè)

3、計(jì)方面進(jìn)行深入的研究，對(duì)現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行分類總結(jié)，跟蹤了國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，重點(diǎn)研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的嵌入式操作系統(tǒng)TinyOS，包括組件模型、調(diào)度策略，并且對(duì)TinyOS操作系統(tǒng)的編程語言nesC的編譯器ncc進(jìn)行了分析和說明，對(duì)其編譯過程進(jìn)行了詳細(xì)的研究和分析。在深入研究TinyOS組件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了將TinyOS移植到相同微控制器但外圍電路不同的平臺(tái)和不同微控制器平臺(tái)的移植思路，并實(shí)現(xiàn)了TinyOS在

4、GAINS3上的移植。分析了TinyOS的調(diào)度策略，對(duì)TinyOS-1.x的FIFO調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，重寫了部分調(diào)度函數(shù)，使得TinyOS-1.x支持簡單的優(yōu)先級(jí)調(diào)度，提高了實(shí)時(shí)性。 另外在深入了解GS003傳感器板所使用的SHT7x芯片后，使用nesC語言編寫了傳感器板的驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)了高精度溫濕度信息的采集，其中包括14/12bit和12/8bit兩種精度。深入研究了nesC語言，編寫了使用SHT7x傳感器采集溫濕度信息并