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《一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集有著采集范圍大、采集點(diǎn)眾多、數(shù)據(jù)通信困難、布線(xiàn)空間有限、自動(dòng)作業(yè)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的以總線(xiàn)方式組成網(wǎng)絡(luò)的采集系統(tǒng)很難滿(mǎn)足這種應(yīng)用要求。提出方案，具有低功耗、靈活性強(qiáng)、可擴(kuò)展好、體積小、成本低等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)的采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)瓶頸，并具有新的優(yōu)異特性。 關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集；ZigBee；TinyOS 1引言 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是是一門(mén)新興的信息技術(shù)，由一組按需隨機(jī)分布的集
2、成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元、無(wú)線(xiàn)通信模塊和能量供應(yīng)模塊的微型傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織方式構(gòu)成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),融合了信息處理技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，已經(jīng)引起了世界許多國(guó)家的軍事部門(mén)、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果 對(duì)于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的采集節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其硬件設(shè)計(jì)主要有三點(diǎn)要求。第一，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采集對(duì)象往往是目標(biāo)的溫度、濕度、速度等參數(shù)
3、，整個(gè)系統(tǒng)需要在無(wú)人環(huán)境下長(zhǎng)期正常工作，因此低功耗設(shè)計(jì)是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的首要要素；第二，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理數(shù)率較低、數(shù)據(jù)傳輸量少、主要采用無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)男问?，因此選擇無(wú)須許可的、合適、低價(jià)的通信方式是保證動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。第三，系統(tǒng)采集的對(duì)象主要是人體、動(dòng)物、車(chē)輛等等動(dòng)態(tài)目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的方便，采集節(jié)點(diǎn)還必須要滿(mǎn)足體積小、靈活性等特點(diǎn)。 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) 一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)包括了傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元、無(wú)線(xiàn)通信單元和電源管理單元，以及用戶(hù)接口等一些擴(kuò)展設(shè)計(jì)單元，如圖1： 節(jié)點(diǎn)硬件分析 目前，兩種典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
4、研究平臺(tái)是mica系列和telos系列節(jié)點(diǎn)，它們采用目前應(yīng)用最廣泛的TinyOS嵌入式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 mica系列節(jié)點(diǎn)課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果 mica系列節(jié)點(diǎn)包括Wec、Renee、mica2、mica2dot、Spec、micaz等，其中一些已經(jīng)被Crossbow公司產(chǎn)品化。mica系列節(jié)點(diǎn)在硬件上由兩個(gè)部分組成，一個(gè)模塊是運(yùn)算和通信平臺(tái)，另一個(gè)模塊是傳感器平
5、臺(tái)。兩者之間通過(guò)51針的自定義接口連接。這種統(tǒng)一的接口使得不同的通信平臺(tái)和不同的傳感器平臺(tái)之間可以自由的組合。mica系列節(jié)點(diǎn)目前很大程度上都是作為研究使用的。為了能夠方便地對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行程序功能更新，Crossbow公司開(kāi)發(fā)了一系列的開(kāi)發(fā)工具，例如:MIB500、MIB510、MIB600等。 系列節(jié)點(diǎn) telos節(jié)點(diǎn)是美國(guó)國(guó)防部DARPA支持NEST項(xiàng)目的一個(gè)部分，與mica系列比較，它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有很大變動(dòng)。 (1)在通信模塊選擇上，采用TI公司的支持協(xié)議的CC2420芯片，這與micaz節(jié)點(diǎn)是一致的；250kbps的數(shù)據(jù)收發(fā)速率可以使節(jié)點(diǎn)更快的完成事件的處理，快速休眠，節(jié)省系
6、統(tǒng)能量。而且CC2420支持ZigBee協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化的通信協(xié)議有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的互通。 (2)采用TI公司的超低功耗微處理器芯片MSP430。 (3)telos本身就有SHT11溫濕度一體化器件，能夠作為獨(dú)立的傳感器節(jié)點(diǎn)使用。 (4)課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見(jiàn)解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果telos沒(méi)有mica2那樣豐富的外部引腳，只有一個(gè)10腳的接口，一方面可以連接簡(jiǎn)單的傳感器板，另一方
7、面可以通過(guò)一塊適配板與mica2系列部件互聯(lián)。通過(guò)適配板，telos和mica2通過(guò)UART可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)的到CC1000的915MHz-ISM頻段之間的網(wǎng)關(guān)，通過(guò)適配板，telos還可以直接控制與mica2連接的傳感器板。 (5)使用USB-COM的橋連接，可以直接通過(guò)USB接口供電、編程和控制，進(jìn)一步簡(jiǎn)化外部接口。 3.本系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件平臺(tái) 本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)參考telos平臺(tái)，是telos平臺(tái)一次再設(shè)計(jì)過(guò)程。
