基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測控系統(tǒng)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。它集成了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，能夠?qū)崟r(shí)感知、采集、傳輸和處理網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)各種環(huán)境和監(jiān)測對象信息。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有成本低、功耗小、易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，所以具有十分廣闊的應(yīng)用前景，可以應(yīng)用于軍事、環(huán)境、醫(yī)療健康、自動化生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域。 本文設(shè)計(jì)了適用于環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)。以Jennic公司的JN5121-Z01-M00無線微控制器模塊為核心，以溫濕度

2、傳感器SHT11及光強(qiáng)傳感器TSL2561為主要外圍接口器件，搭建了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)硬件平臺。在分析了ZigBee協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)及利用JN5121開發(fā)Zigbee網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了ZigBee協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用程序，主要包括網(wǎng)絡(luò)的啟動、數(shù)據(jù)采集及收發(fā)。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有限、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，采用了低功耗及非阻塞的程序設(shè)計(jì)方法。 針對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測控系統(tǒng)的特殊性，在保證測控節(jié)點(diǎn)連通的約束條件下，使放置的移動節(jié)點(diǎn)數(shù)量最

3、小化。提出了一種在滿足測控節(jié)點(diǎn)連通約束條件下使節(jié)點(diǎn)數(shù)量最少的模型，并采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)，為了提高遺傳算法的收斂速度，提出了基于二分法的編碼區(qū)間收縮的機(jī)制，使得在變量編碼位數(shù)較少時(shí)仍有足夠的精度，并且可以大大減少染色體長度，提高優(yōu)化收斂速度。對于連通性判斷十分耗時(shí)問題，將求解最短路徑的Dijkstra算法利用到本文的連通性判別，運(yùn)算速度與基于道路矩陣的判別法相比有明顯改善。 針對基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測控系