基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信號傳輸抗干擾算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)是一種新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因其廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿Χ鹆嗽S多國家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，被認(rèn)為是對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。在我國，WSN技術(shù)通信所使用的2.4G頻段是免費(fèi)共享的頻段，充斥著不同頻率的干擾信號，為了避開這些干擾信號，需要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作在一些特定的抗干擾工作方式下。目前國際上針對WSN信道傳輸抗干擾技術(shù)的研究僅限于ZigBee協(xié)議聯(lián)

2、盟，而ZigBee協(xié)議過于臃腫，很多實(shí)際應(yīng)用中并沒有必要使用復(fù)雜的ZigBee協(xié)議，本論文基于WSN技術(shù)所通用的IEEE802.15.4協(xié)議展開研究，可移植性更好，適用面更廣，在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一的應(yīng)用現(xiàn)狀下，本文有著更加現(xiàn)實(shí)的意義。
　　本文致力于研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的信號傳輸可靠性，考慮提高其工作在干擾環(huán)境下正常通信的能力。對特定的WSN節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究，然后根據(jù)抗干擾理論標(biāo)準(zhǔn)，基于鏈路質(zhì)量指示(LQI)，提出一個能夠

3、提高WSN信號傳輸可靠性的綜合性解決方案，最后結(jié)合抗干擾標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，從而為我國WSN技術(shù)的發(fā)展提供一定的借鑒。
　　本文根據(jù)WSN技術(shù)中通用的IEEE802.15.4協(xié)議與規(guī)定，運(yùn)用實(shí)物硬件，搭建了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中最基本的傳輸模型。在此模型上，根據(jù)相關(guān)理論基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一個提高WSN無線數(shù)據(jù)傳輸抗干擾性能的通信流程。具體來說，論文的主要工作如下：
　　1.首先選取WSN的市場應(yīng)用中較為主流的MSP430超低功耗芯片和C

4、C2500無線射頻模塊產(chǎn)品，然后根據(jù)IEEES02.15.4協(xié)議中規(guī)定的WSN節(jié)點(diǎn)的模型及特點(diǎn)，搭建合理的硬件平臺，從而模擬出一對可遷移到實(shí)際應(yīng)用中的WSN節(jié)點(diǎn)的通信狀態(tài)。
　　2.針對WSN技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中所遇到的信道干擾問題，借鑒藍(lán)牙(Blue Tooth)技術(shù)中廣泛用于抗干擾的自適應(yīng)跳頻技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種適合WSN技術(shù)的抗干擾技術(shù)，并且就該技術(shù)的整體流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。
　　3.根據(jù)上述所設(shè)計(jì)的WSN抗干擾方案，結(jié)合MSP

5、430與CC2500的Datasheet，運(yùn)用IAR公司提供的IAR WORKBENCH FOR430編程環(huán)境在硬件平臺上進(jìn)行關(guān)鍵程序的編寫與調(diào)試。
　　4.完成了模擬測試項(xiàng)目和實(shí)際測試項(xiàng)目來驗(yàn)證該抗干擾方案的可行性。模擬測試項(xiàng)目是通過其他WSN設(shè)備產(chǎn)生的特定頻段的干擾信號，來監(jiān)測實(shí)驗(yàn)硬件平臺在該干擾環(huán)境中的抗干擾性能；實(shí)際測試項(xiàng)目是基于WSN的機(jī)房內(nèi)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，通過機(jī)房中存在的實(shí)際干擾源來驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的抗干擾方案在實(shí)際運(yùn)用中