基于TinyOS的無(wú)線電子鼻傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無(wú)線通信方式形成一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的就是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知的對(duì)象，并發(fā)送給觀察者。論文綜述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、電子鼻的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，討論了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)理論及關(guān)鍵技術(shù)、傳感器節(jié)點(diǎn)技術(shù)以及IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，主要對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在硬件、軟件開發(fā)工具TinyOS以及具體的軟件設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了深入研究

2、，并完成基于氣敏傳感器的無(wú)線電子鼻傳感器節(jié)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)。
　　論文在傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)上進(jìn)行了模塊化電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)討論了基于MSP430F149、ATmega128L的處理器模塊設(shè)計(jì)，CC2420的無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)，詳述了CC2420與各處理器之間接口引腳使用。針對(duì)于Sink傳感器節(jié)點(diǎn)接入接口探討了RS232和USB兩種接口設(shè)計(jì)方案，其中通過FT2232C芯片實(shí)現(xiàn)串口到USB接口轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)述了電源供應(yīng)模塊和傳感器供電開關(guān)切換應(yīng)用電路，最

3、終以ATmega128L+CC2420進(jìn)行了傳感器節(jié)點(diǎn)PCB設(shè)計(jì)，完成傳感器節(jié)點(diǎn)在硬件設(shè)計(jì)上的實(shí)現(xiàn)。
　　論文在進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)之前首先研究了源代碼開放的專用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的微型嵌入式操作系統(tǒng) TinyOS，探究了TinyOS操作系統(tǒng)組件模型、通信模型、事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制與并發(fā)模型以及內(nèi)核的調(diào)度機(jī)制和策略以及不足。深入了解TinyOS操作系統(tǒng)是進(jìn)行良好傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。針對(duì)具體的無(wú)線電子鼻程序設(shè)計(jì)詳細(xì)分析了Tiny

4、OS程序設(shè)計(jì)mian函數(shù)入口、基于TinyOS的幾種傳感器節(jié)點(diǎn)消息數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，具體的分析了傳感器節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信模塊無(wú)線收發(fā)流程和串口通信模塊、ADC模塊程序?qū)崿F(xiàn)過程。研究了基于TinyOS的多跳組件，詳述了基于最小跳數(shù)的路由算法，分析了傳感器節(jié)點(diǎn)在路由過程中鏈接質(zhì)量估計(jì)、鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)表管理的實(shí)現(xiàn)和問題，以及具體實(shí)現(xiàn)多跳通信協(xié)議執(zhí)行框架中父節(jié)點(diǎn)選擇、循環(huán)回路探測(cè)、重復(fù)數(shù)據(jù)包剔除等問題，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)基于最小跳數(shù)算法的節(jié)點(diǎn)多跳通信。