【正文】 PX0 ； INT0 優(yōu)先級(jí) :低 SETB TR1 ；時(shí)鐘 1 開始計(jì)數(shù) RET （ 3）中斷服務(wù)程序： _INT0: ； ISR 中斷服務(wù)程序 NOP CALL DELAY_2MS ；同步延時(shí) MOV P1,0xff ；讀 P1 口前先置 1 MOV A,P1 ；讀 P1 口 CALL INT0_SEND RET （ 4）數(shù)據(jù)幀傳送子程序： 表 51 數(shù)據(jù)幀格式 標(biāo)志位 SYNC 打靶次數(shù) 打靶成績 校驗(yàn)位 CHECKSUM ＃ 0x30 TIMES RESULT TIMES＋ RESULT 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 例： 30 02 15 17 (十六進(jìn)制 ) 表示第二次打靶，擊中第 21 號(hào)（對(duì)應(yīng)環(huán)數(shù)： 7 環(huán) 偏移方向：右上）。 對(duì)于 2051 的程序設(shè)計(jì) [12]，由于所需實(shí)現(xiàn)的功能較簡單，采用匯編的形式。實(shí)際電 路中只有一路單片機(jī)的 TXD 串口輸出，不進(jìn)行 RXD 串口輸入。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 圖 49 2051信號(hào)引腳圖 電平轉(zhuǎn)換 在不同的數(shù)字系統(tǒng)中，其電平標(biāo)準(zhǔn)是不同的。 AT89C2051 單片機(jī) [12] AT89C2051單片機(jī)是 AT89C51的簡化型號(hào)，其指令系統(tǒng)和內(nèi)部 RAM均與 AT89C51相同。使能開關(guān)（激光槍的開關(guān)）一端接地，另一端接 0INT ，又經(jīng)上拉電阻接到電源，這樣當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，便有下降沿的跳變信號(hào)輸入 0INT ，產(chǎn)生中斷。 （ 2）選用 MHz 的晶振構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘，這樣在串口工作方式 1 下可得到準(zhǔn)確的 9600bps 的串行波特率，方便計(jì)算機(jī)的接收。 406 線優(yōu)先編碼器 的六個(gè)輸出均為邏輯 1 有效，可以接到后續(xù)的 2051 單片機(jī)進(jìn)行串行傳輸。 由于 74HC148 的輸出端不是三態(tài)門，不能直接連接在一起。這樣，當(dāng)總使能 EI＝ 0時(shí)，允許電路進(jìn)行編碼工作，若高位片的諸輸入中有一個(gè)為 0 時(shí)，該片的 Eo＝ 1，Gs＝ 0，這樣就禁止了低位片的編碼，以此類推， 5 片 74HC148 的輸入端編碼便具有了優(yōu)先性?？梢钥闯?，編碼器是以輸入為 0 的最高優(yōu)先編碼的，而低位若同時(shí)輸入 0，則是無意義的。 對(duì)多個(gè)探測(cè)器同時(shí)接收到信號(hào)的情況，對(duì)應(yīng)于探測(cè)器的碼號(hào)就是取碼號(hào)大的探測(cè)器為有效，采用優(yōu)先編碼器便可實(shí)現(xiàn)編碼的優(yōu)先選擇。施密特觸發(fā)器屬于電平觸發(fā)，對(duì)于緩慢變化的信號(hào)仍然適用，當(dāng)輸入信號(hào)達(dá)到閾值電壓時(shí)，電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使得輸出電壓的波形的邊沿變得很陡峭。 電路參數(shù) （ 1） 輸入脈沖幅度： mvUi 5~3? （ 2） 輸入電阻： ?? kRi 10 （ 3） 輸出電阻： ?? kRo 1 （ 4） 放大倍數(shù)： 10001001021 ????? AAA （ 5） 放大器級(jí)數(shù)： 兩級(jí)，前級(jí) 1001 ?A ；后級(jí) 102?A （ 6） 耦合方法： 電容耦合 整形電路 [11] 光 電池的輸出脈沖并不是規(guī)則的矩形脈沖信號(hào)，而是類似升余弦信號(hào)。由于背景光線是持續(xù)信號(hào)，其響應(yīng)主要是直流量，在第一級(jí)放大器輸入端的前面設(shè)計(jì)接入一個(gè) 1uf電容 C1 起到隔離直流作用，能起到很好的效果。 由集成運(yùn)放構(gòu)成的同相放大器，其特點(diǎn)是輸入信號(hào)加在同相輸入端，而反饋信號(hào)加在反相端。信號(hào)經(jīng)隔直流電容 C1 從第一級(jí)放大器的正端“＋”輸入，經(jīng)過放大后輸出，再經(jīng)過級(jí)間耦合電容 C2 輸入第二級(jí)放大器的正端。 集成運(yùn)算放大器（ LM324） 集成運(yùn)算放大器是實(shí)現(xiàn)高增益放大功能的一種集成器件 [9]，早期主要用來實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的功能，目前隨著器件性能的改進(jìn)，它已成為通用的增益器件，應(yīng)用范圍非常廣泛。 通過測(cè)試，得到光電探測(cè)器對(duì)的激光脈沖的響應(yīng)幅度典型值約為 5mv，若激光擊中在兩塊或多塊探測(cè)器邊界處，則任何一塊光電探測(cè)器的響應(yīng)幅度會(huì)減少，因此所檢測(cè)的脈沖幅度范圍大約是 3～ 5mv。為記錄每一次打靶的結(jié)果，信號(hào)放大與處理電路是打靶系統(tǒng)中不可或缺的。 其他說明 系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。編碼后，每一個(gè)號(hào)碼對(duì)應(yīng)了每一個(gè)探測(cè)器的位置信息，包括環(huán)數(shù)和偏移方向。 若信號(hào)擊中兩塊或四塊探測(cè)器的交界，則只取其中一塊為有效，記為有效的探測(cè)器滿足以下條件： （ 1）環(huán)數(shù)高； （ 2）偏離方向?yàn)樾毕颍ɡ纾荷虾陀疑蟽煞较?，選擇右上）。如果激光脈沖擊中光電靶，利用光生伏特效應(yīng)，光電靶上的探測(cè)器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此激光的檢測(cè)就是對(duì)探測(cè)器響應(yīng)電信號(hào)的檢測(cè)。 主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）激光脈寬： 大于 1ms （ 2）激光脈沖響應(yīng)幅度：約 10 mv （ 3）打靶距離： 30 米 （ 4）串行輸出幀格式： 射擊次數(shù) ＋ 所擊中的光電探測(cè)器的編號(hào) 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 3 總體設(shè)計(jì) 激光打靶系統(tǒng)是一種集光、電于一體的系統(tǒng)，其工作原理是激光槍發(fā)出的激光束，打到光電傳感器上，經(jīng)光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理后由單片機(jī)發(fā)送到計(jì)算機(jī)的串行口，然后在計(jì)算機(jī)上完成 成績顯示、查詢和保存等功能。 （ 3）采用各種新技術(shù)增加模擬的逼真性，例如用計(jì)算機(jī)來記錄、控制整個(gè)訓(xùn)練演習(xí)的進(jìn)程，評(píng)定戰(zhàn)士在演習(xí)中的表現(xiàn)等。同時(shí)，通過與電子技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高激光模擬的自動(dòng)化、智能化水平。根據(jù)光電探測(cè)器的響應(yīng)位置來判斷激光射 擊擊中的靶位。如圖 21 所示，當(dāng)射手瞄準(zhǔn)完畢扣動(dòng)扳機(jī)時(shí)，半導(dǎo)體激光器會(huì)發(fā)出激光脈沖，射向目標(biāo)上的光電探測(cè)器，如果擊中目標(biāo)，則激光脈沖被光電探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)電路 處理能識(shí)別射擊的彈著點(diǎn)，信號(hào)經(jīng)處理編碼后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。 ③ Windows+Cygwin+allinone 安裝 RedHat 下的 allinone 安裝需要專門安裝操作系統(tǒng)， Cygwin 是一種虛擬平臺(tái)，在 Windows 上虛擬 Linux 環(huán)境，可以為用戶提供一種 Linux 命令行界面，這對(duì)于使用 NS2來說已經(jīng)足夠了。 Linux 系統(tǒng)提供的 gcc 編譯器也很方便使用，這種方式比較適合于 C++層的功能擴(kuò)展。 ⑸通信量仿真方面， NS 提供了許多通信應(yīng)用，如 FTP，它產(chǎn)生較大的峰值數(shù)據(jù)傳輸； Tel 則根據(jù)相應(yīng)文件隨機(jī)選取傳輸數(shù)據(jù)的大小。 NS 中有三種單播路由策略：靜態(tài)、會(huì)話、動(dòng)態(tài)。如 NS 的 TCP代理，發(fā)送代理有： TCP， TCP/Reno， TCP/Vegas， TCP/Sack1， TCP/FACK， TCP/FULLTCP等，接收代理有： TCPSINK， TCPSINK/DELACK。為了直觀的觀察和分析仿真結(jié)果， NS2 提供了可選的 Xgraphy、可選件 Nam。 （ 5）（ packet） :由頭部和數(shù)據(jù)兩部分組成。 （ 3）鏈路（ link） :由多個(gè)組件復(fù)合而成，用來連接網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。NS2 中編譯類對(duì)象通過 OTcl 連接建立了與之對(duì)應(yīng)的解釋類對(duì)象，這樣用戶間能夠方便地對(duì) C++對(duì)象的函數(shù)進(jìn)行修改與配置，充分體現(xiàn)了仿真器的一致性和靈活性。 （ 7） 對(duì) Trace 文件進(jìn)行分析，得出有用的數(shù)據(jù)。 NS 通過 Trace 文件來保存整個(gè)模擬過程。首先配置模擬網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，此時(shí)可以確定鏈路的基本特性，如延遲、帶寬和丟失策略等。利用 NS 已有的網(wǎng)絡(luò)元素實(shí)現(xiàn)仿真，無需修改 NS本身，只需編寫 OTcl 腳本。 當(dāng)仿真完成以后， NS 將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)基于文本的跟蹤文件。事件調(diào)度器的另一個(gè)用處就是計(jì)時(shí)。 NS 可以說是 Otcl 的腳本解釋器，它包含仿真事件調(diào)度器、網(wǎng)絡(luò)組件對(duì)象庫以及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建模型庫等。它本身有一個(gè)虛擬時(shí)鐘，所有的仿真都由離散事件驅(qū)動(dòng)的。所以， NS成了目前學(xué)術(shù)界廣泛使用的一種網(wǎng)絡(luò)模擬軟件。 針對(duì)網(wǎng)絡(luò)仿真 , NS已經(jīng)預(yù)先做了大量的模型化工作 ,它對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中一些通用的實(shí)體已經(jīng)進(jìn)行了建模 ,如鏈路、隊(duì)列、分組、節(jié)點(diǎn)等 ,并用對(duì)象來實(shí)現(xiàn)了這些實(shí)體的特性和功能 ,這就是 NS的構(gòu)件庫 ,而且這些對(duì)象易于組合 ,易于擴(kuò)展 ,用戶可以充分利用這些已有的對(duì)象 ,進(jìn)行少量的擴(kuò)展 ,組合出新的具備研究的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 的模型 ,然后進(jìn)行仿真 ,這樣就大大減輕了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真的工作量 ,提高了效率。 NS 是面向?qū)ο蟮姆抡嫫?,用 C+ + 編寫 ,以O(shè)tcl 解釋器作為前 端 。 NS 仿真器是一個(gè)基于 Unix/ linux 平臺(tái)的軟件包 ,包括 Tcl/ tk、 NS、 Otcl、 Tclcl 等。 網(wǎng)絡(luò)仿真 ,就是運(yùn)用仿真軟件對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模型化 ,通過程序的運(yùn)行模仿通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)過程。與傳統(tǒng)無線通訊網(wǎng)絡(luò) Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)相比， WSN 的自組織性、動(dòng)態(tài)性、可靠性和以數(shù)據(jù)為中心等特點(diǎn)，使其可以應(yīng)用到人員無法到達(dá)的地方，比如戰(zhàn)場，沙漠等。此類傳感器不僅能感應(yīng)及監(jiān)測(cè)環(huán)境，而且可處理收集到的數(shù)據(jù)．并將處理后的數(shù)據(jù)以無線的方式傳送到基站。 關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；路由協(xié)議； LEACH； NS2網(wǎng)絡(luò)仿真 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 Abstract Motivated by the advancement in sensor, embedded puting, working and wireless munication technologies, wireless sensor work (WSN) is now regarded as a promising technology for pervasive information acquiring and processing. Since WSN could be deployed in diverse applications, such as military affairs, medical care, emergencies, and so on, it bees a boosting research topic in modern wireless working technology. Due to the limited power supply characteristics of individual sensor node, it is extensively desirable to find out ways to maximize the life time of WSN. Consequently, energyefficient routing protocol has bee a hotspot in both academic research and industrial practices. This thesis firstly summarizes the factors which dominate the energyconsumption characteristics of routing protocol for WSN. Some criteria are then presented to evaluate the performance of a given routing protocol. Secondly, after introducing several mainstream routing protocols, the Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy (LEACH) will be addressed to elucidate its advantages and disadvantages. Some proposals are also discussed to improve the LEACH routing protocol. In addition, by employing the work simulation tool— NS2, this thesis lays emphasis on modeling the Finite State Mac