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《基于cc1101與gprs的無線傳感器網(wǎng)絡設計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、基于CC1101與GPRS的無線傳感器網(wǎng)絡設計WirelessSensorNetworkDesignwithCC1101andGPRS學科專業(yè):信息與通信工程研究生:陳實指導教師:陳為剛副教授天津大學電子信息工程學院二零一二年十二月獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特別加以標注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得天津大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名:簽字日期:年月
2、日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解天津大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤。(保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學位論文作者簽名:導師簽名:簽字日期:年月日簽字日期:年月日摘要無線傳感器網(wǎng)絡中,匯聚節(jié)點是傳感器網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡的唯一接口,它將傳感器網(wǎng)絡的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡上,并向傳感器節(jié)點發(fā)布用戶的監(jiān)測任務。本文側(cè)重于匯聚節(jié)點與傳感器節(jié)點的點對多點通信和匯聚節(jié)點的廣域網(wǎng)接入兩個
3、方面,設計了基于CC1101與GPRS的無線傳感器網(wǎng)絡。在傳感器網(wǎng)絡的點對多點通信方面,設計了以匯聚節(jié)點為中心的星型網(wǎng)絡,并采用時分多址(TimeDivisionMultipleAddress,TDMA)機制實現(xiàn)該網(wǎng)絡的多點通信。由于TDMA機制需要節(jié)點之間嚴格的時間同步,本文在TDMA幀的第一時隙采用洪泛時間同步協(xié)議(FloodingTimeSynchronizationProtocol,F(xiàn)TSP)對匯聚節(jié)點與傳感器節(jié)點進行時間同步,進而保障TDMA機制的運行。另外,為滿足無線傳感器網(wǎng)絡的低功耗需求,選用TI公司生產(chǎn)的射頻收發(fā)芯片CC1101進行該網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。
4、在廣域網(wǎng)接入方面,選擇了具有成本低、覆蓋范圍廣和永遠在線等優(yōu)點的GPRS網(wǎng)絡。匯聚節(jié)點通過GTM900-C模塊接入GPRS網(wǎng)絡,實時地將傳感器網(wǎng)絡的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至Internet上的監(jiān)控中心。本文編寫了分別運行于匯聚節(jié)點上位機和監(jiān)控中心服務器的客戶端/服務器模式的軟件,實現(xiàn)了匯聚節(jié)點與監(jiān)控中心之間即時信息的傳輸、任意格式文件的傳輸以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時轉(zhuǎn)發(fā)等功能。在實際環(huán)境中,分別從同步精度、GPRS網(wǎng)絡連接和數(shù)據(jù)傳輸三個方面對網(wǎng)絡的性能進行了長時間測試。測試結(jié)果表明,本文設計的無線傳感器網(wǎng)絡能實現(xiàn)可靠的節(jié)點同步與數(shù)據(jù)傳輸。關(guān)鍵詞:無線傳感器網(wǎng)絡點對多點FTSP協(xié)議時間
5、同步ABSTRACTInwirelesssensornetworks,thesinknodeistheonlyinterfacebetweenthesensornetworkandtheexternalnetwork.Ittransmitsthemonitoringdataofthesensornetworktotheexternalnetwork,andreleasesusers'monitoringtasktosensornodes.Inthisthesis,weemphasizetheworkonthepoint-to-multipointcommunicat
6、ionsbetweenthesinknodeandsensornodesaswellastheWANaccessofthesinknode,anddesignawirelesssensornetworkwithCC1101andGPRS.Intermsofthepoint-to-multipointcommunications,thestartopologyandtheTimeDivisionMultipleAddress(TDMA)mechanismareadoptedtorealizethemultipointcommunicationsofthisnetwor
7、k.AsprecisetimesynchronizationofnodesisneededinTDMAmechanism,theFloodingTimeSynchronizationProtocol(FTSP)isadoptedinthefirsttimeslotofTDMAframetogetthesinknodeandsensornodessynchronized,thustoguaranteetheoperationofTDMAmechanism.Inaddition,tomeetthedemandoflow-powerconsumptionofthewi