無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量部署于特定區(qū)域的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，可用于對(duì)特定環(huán)境的監(jiān)測(cè)與控制。節(jié)點(diǎn)間以相互協(xié)作的方式完成組建網(wǎng)絡(luò)，傳輸信息等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛地應(yīng)用于軍事，醫(yī)療，農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，具有很高的研究與應(yīng)用價(jià)值。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積較小，無法配備大容量電池，而網(wǎng)絡(luò)中往往存在隨機(jī)分布大量節(jié)點(diǎn)，且網(wǎng)絡(luò)可能被部署于難以接近的地區(qū)，這對(duì)節(jié)點(diǎn)能耗提出了巨大的挑戰(zhàn)。能量受限是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮的問題。
　　本文依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)“基

2、于IPv6的無線傳感器網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研發(fā)及驗(yàn)證”，設(shè)計(jì)低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供項(xiàng)目使用。
　　文章首先從硬件及軟件兩方面研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，硬件方面分析各模塊作用及可選技術(shù)方案，軟件方面研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧及項(xiàng)目中使用到的主要協(xié)議，并對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)進(jìn)行分析與對(duì)比。在前文硬件模塊劃分的基礎(chǔ)上，提出節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的原則與需求，并根據(jù)需求進(jìn)行硬件芯片對(duì)比與選型，以模塊化方式設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有硬件低功耗特性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)平臺(tái)

3、MSN-213。隨后本文在MSN-213平臺(tái)上設(shè)計(jì)低功耗軟件，結(jié)合Contiki OS兩級(jí)優(yōu)先級(jí)進(jìn)程調(diào)度機(jī)制，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)微處理器模塊的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)度機(jī)制，通過改變微處理器模塊運(yùn)行狀態(tài)與頻率動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)節(jié)約能耗。并在Contiki MAC的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)射頻模塊動(dòng)態(tài)休眠-喚醒頻率調(diào)節(jié)機(jī)制，使MAC層動(dòng)態(tài)適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，調(diào)整休眠-喚醒頻率，并基于所選型的射頻模塊芯片AT86RF231進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
　　最后，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建平臺(tái)，對(duì)節(jié)點(diǎn)軟硬件