無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計

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1、大學(xué)2011屆學(xué)士畢業(yè)論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。本論文通過多方面的對比，提出了一種低成本、低功耗的傳感器節(jié)點的設(shè)計方案。該方案基于ZigBee技術(shù)，以無線射頻芯片CC2430和片內(nèi)溫度傳感器為核心設(shè)計了一個實時監(jiān)測外界環(huán)境溫度的傳感器節(jié)點。該節(jié)點可以將檢測到的溫度以無線通信方式傳遞給網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點，繼而由網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點通過串

2、口通信方式發(fā)送給用戶計算機,由此用戶即可實時掌握被監(jiān)測區(qū)域的溫度。關(guān)鍵詞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；節(jié)點；ZigBee；CC2430；溫度21大學(xué)2011屆學(xué)士畢業(yè)論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計TheDesignofWirelessSensorNetworkNodeAbstractWirelesssensornetwork(WSN)isamulti-hopandself-organizednetworkformedfromalargeamountofcheapminiaturesensornodesdeployedinmonitoredareaby

3、wirelesscommunication,whosepurpposeistocollaborativelyperceive,collectandprocesstheinformationofperceivedobjectsinthenetworkcoverageareaandtosendittotheobserver.Bycomparingseveralaspects,thispaperputsforwardalowcostandlowpowerconsumptiondesignschemeofsensornode.Theschem

4、ebasedonZigBeetechnology,withwirelessRadio-frequencychipCC2430andinternaltemperaturesensorasthecore,designsasensornodethatcanreal-timemonitorexternalenvironmenttemperature.Thenodecantransferdetectedtemperaturetothenetworkcenternodebywirelesscommunication,thenthenetworkc

5、enternodesentittothecomputeruserthroughserialcommunication.Thustheusercanreal-timemasterthetemperatureofthemonitoredregion.KeywordsWSN;node;ZigBee;CC2430;temperature21大學(xué)2011屆學(xué)士畢業(yè)論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計目次1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念11.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)11.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景及發(fā)展現(xiàn)狀22傳感器節(jié)點32.1傳感

6、器節(jié)點的結(jié)構(gòu)32.2節(jié)點中常用的處理器和射頻通信模塊42.3傳感器節(jié)點的設(shè)計原則43CC2430芯片和ZigBee技術(shù)63.1CC2430芯片63.2ZigBee技術(shù)94系統(tǒng)總體設(shè)計124.1硬件設(shè)計124.2軟件設(shè)計13結(jié)論17參考文獻(xiàn)18附錄ACC2430芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖19附錄B系統(tǒng)原理圖20致謝2121大學(xué)2011屆學(xué)士畢業(yè)論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensornetwork,WSN）是由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)

7、，其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報告給用戶。從上述定義可以看出，傳感器、感知對象和用戶是傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個基本要素。無線網(wǎng)絡(luò)是傳感器之間、傳感器與用戶之間最常用的通信方式，用于在傳感器與用戶之間建立通信路徑。協(xié)作式的感知、采集、處理和發(fā)布感知信息是傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能。傳感器節(jié)點由電源、感知部件、嵌入式處理器、存儲器、通信部件和軟件這幾部分構(gòu)成。電源為傳感器提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、獲取外界的信息，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。處理部件負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)結(jié)點各部分的工作。通信部件負(fù)責(zé)與其他傳

8、感器或用戶的通信。軟件是為傳感器提供必要的軟件支持。傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶是感知信息的接收者和使用者，可以是人也可以是計算機或其他設(shè)備[1]。1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包