無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層控制器的設(shè)計.pdf

1、近年來,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速,基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品日益成熟和豐富。媒體接入控制(Medium Access Control,MAC)器作為無線傳感器節(jié)點的重要組成部分,是構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。因此研究基于IEEE802.15.4協(xié)議的MAC控制器對推動無線傳感網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用具有重要的意義。
　　 論文首先比較了MAC協(xié)議的軟件實現(xiàn)方式和硬件實現(xiàn)方式,簡述了硬件實現(xiàn)MAC協(xié)議的優(yōu)勢；在技術(shù)調(diào)研基

2、礎(chǔ)上制定了基于IEEE802.15.4協(xié)議的MAC控制器的基本結(jié)構(gòu),確定了MAC控制器的主要功能。然后使用Verilog硬件描述語言完成MAC控制器的設(shè)計,采用自頂向下的設(shè)計方法,該MAC控制器主要劃分為七大模塊。免沖突載波檢測多路接入(CSMA／CA)算法模塊實現(xiàn)了IEEE802.15.4 MAC協(xié)議的信道訪問機制?？删幊坛瑤Y(jié)構(gòu)模塊實現(xiàn)了超幀結(jié)構(gòu),并能根據(jù)配置的參數(shù)調(diào)整超幀結(jié)構(gòu)。存儲器模塊用于緩存發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的功能是

3、將發(fā)送FIFO中的數(shù)據(jù)組幀并串行發(fā)送。數(shù)據(jù)接收模塊完成了幀定界符檢測、幀數(shù)據(jù)接收、幀解析及地址匹配檢有功能。主控模塊用來產(chǎn)生CSMA／CA算法模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊的控制信號,完成自動應(yīng)答及重傳功能。接口模塊是一個SPI從機設(shè)備,用于微處理器對MAC控制器的寄存器配置。
　　 在完成RTL級設(shè)計后,對MAC控制器進行模塊級仿真和系統(tǒng)級仿真。設(shè)計MAC控制器電路的FPGA測試平臺,對MAC控制器進行了FPGA驗證。結(jié)果表