无线传感器网络

2019-08-03 19:58发布

无线传感器网络是由大量微型传感器节点通过无线自组织方式构成的网络。它集成了传感器、微机电和无线通信三大技术,能够实时地感知、采集和处理网络覆盖范围内的对象信息,并发送给观察者;具有覆盖区域广、可远程监控、监测精度高、布网快速和成本低等优点,在军事、环保、医疗保健、空间探索、工业监控、精细农业等领域均有非常良好的应用前景。 1、无线传感器网络结构 如图1所示,无线传感器网络系统通常包括若干传感器终端节点、一个Sink节点和一套后台监控软件。其中,传感器终端节点具有本地数据采集传输和转发邻节点数据的双重功能,可以在后台管理软件和Sink节点的控制下采集数据,并将数据经过多跳路由传输到Sink节点;Sink汇聚节点是网络的中心,具有协调器和网关的作用,负责网络的配置、管理和数据的汇集,并负责与用户PC机后台管理软件的通信。
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11条回答
51xlf
2019-08-04 18:53
式中:VR+为参考电压正极,VR-为参考电压负极,Vin为ADC12转换得到的电压值,NADC为单片机转换寄存器值。 2.6 串口通信单元 网络中只有Sink节点才包含串口通信单元,终端节点无需串口通信单元。Sink节点的处理单元MSP430F1611通过串口通信单元与后台监控主机通信。Sink节点通过串口通信模块可以将自身收集的全网信息数据传送给后台监控主机,研究人员根据监控软件对收集数据的智能处理结果向传感器网络发布数据和命令。

3、协议软件设计 3.1 拓扑结构 制定网络协议首先要确定的是网络的拓扑结构。本文所设计的无线传感器网络协议采用簇-树(cluster-tree)拓扑。簇-树拓扑是由网络协调器(coordinator)展开生成树状的拓扑结构,适合于节点静止或者移动较少的场合;不需要存储路由表,具有路由算法复杂度低、无初始延时等优点。 3.2 通信协议栈 无线通信协议的设计目的是使具体的通信机制与上层的应用分离,为传感器节点提供网络通信的功能。为了降低网络设计的复杂性,采用分层设计,参考OSI模型,将整个协议分为4层:物理层,提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术;MAC层,负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制;网络层,主要负责路由生成和路由选择;应用层,包括一系列基于监测任务的应用层软件。系统通信协议构架如图7所示。

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