【正文】 感謝林炳同學(xué)，在我前期學(xué)習(xí) om 的過程中給了我很大的幫助，正是他一次有一次的講解，讓我更快的掌握了 om 的應(yīng)用。另外在系統(tǒng)的調(diào)試 方面，由于時(shí)間和設(shè)備的原因，只進(jìn)行了短距離的調(diào)試，有待進(jìn)一步的調(diào)試。 （ 2） 由于光電池的響應(yīng)信號(hào)經(jīng)放大、編碼，到達(dá)單片機(jī) P1 口時(shí)有一定的延時(shí)，為使單片機(jī)準(zhǔn)確地通過外部中斷進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的采集，應(yīng)知道延時(shí)的大概范圍。21 DLY1:MOV R6,42 DLY2:DJNZ R6,DLY2 DJNZ R7,DLY1 RET DELAY_10MS: ；調(diào)用 DELAY_2MS，實(shí)現(xiàn)延時(shí) 10ms 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 MOV R5,5 DLY: CALL DELAY_2MS DJNZ R5,DLY RET 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 6 制作與調(diào)試 硬件電路的布線與焊接 總體特點(diǎn) 該系統(tǒng)所涉及的各部分硬件電路，總體的特點(diǎn)是： （ 1）電路原理簡(jiǎn)單，所用的器件均為常用器件。主要是 2051 單片機(jī)數(shù)據(jù)串行通信及通信協(xié)議的程序設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中，用到 AT89C2051的 6 個(gè)外部 I/O 口，一個(gè)外部中斷和串行輸出口。 由于采用單片機(jī)的外部中斷 0（ 0INT ）作為數(shù)據(jù)串行傳送的使能端，且 0INT設(shè)為下降的跳變沿有效。為使高三位輸出與低三位輸出一致，用 CD4049反相器對(duì)高三位取反。每一個(gè)高位片的輸出允許端 Eo 接其相對(duì)低位片的使能端 EI。 38路信號(hào)按照設(shè)計(jì)方案編碼為 1－ 38 號(hào)，脫靶無信號(hào)記為 0 號(hào)。使得 : ??? ??657213 //// RRR RRR (43) 這樣，運(yùn)放的正、負(fù)輸入端對(duì)地的等效電阻相等，從而降低運(yùn)放的電壓 偏移。該電路采用 2 級(jí)放大器級(jí)聯(lián)，每級(jí)的放大器均采用同相放大。為減少前級(jí)放大器的偏移對(duì)后級(jí)放大器的影響，設(shè)計(jì)其放大倍數(shù) 1001 ?A ；從而次級(jí)放大器的放大倍數(shù) 102?A 。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 4 硬件設(shè)計(jì) 信號(hào)放大電路 在光電探測(cè)系統(tǒng)中，探測(cè)器輸出的電信號(hào)非常微弱，一般為毫伏級(jí)。若脫靶無信號(hào)則記為 0 號(hào)。 圖 31 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 激光的檢測(cè) [7,8] 每次打靶，激光槍發(fā)出一個(gè)激光脈沖。 （ 2）從激光射擊模擬器向激光交戰(zhàn)模擬器發(fā)展，先進(jìn)的激光交戰(zhàn)模擬器能使坦克、戰(zhàn)斗車輛、反坦克武器等有機(jī)的結(jié)合在一起進(jìn)行訓(xùn)練，每部兵器既是攻擊者，又是被攻擊者，完全模仿實(shí)戰(zhàn)中的作戰(zhàn)環(huán)境，不僅能提高戰(zhàn)士使用武器的技能，還可以教會(huì)他們?nèi)绾卧趹?zhàn)爭(zhēng)中保護(hù)自己。光電探測(cè)器 [6]具有射擊靶的形狀，可以是點(diǎn)探測(cè)器和面探測(cè)器，通常數(shù)量較多，構(gòu)成多個(gè)信號(hào)檢測(cè)通路。這種方法的最大特點(diǎn)是非常占系統(tǒng)資源，尤其是內(nèi)存資源，如果系統(tǒng)配置不高，不建議使用這個(gè)方法。各種公平隊(duì)列包括： FQ，SFQ， DRR 等。 ⑵在節(jié)點(diǎn)上，配置不同的代理可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的協(xié)議或其它模型仿真。每個(gè) agent 連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，由該節(jié)點(diǎn)給它分配一個(gè)端口號(hào)。從用戶角度看， NS2 是一個(gè)具有仿真事件 驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件對(duì)象庫和網(wǎng)絡(luò)配置模塊庫的 OTcl 腳本解釋器。 （ 4） 設(shè)置 Trace 對(duì)象。 使用 NS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真的方法和一般過程 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真前，首先分析仿真涉及哪個(gè)層次， NS 仿真分兩個(gè)層次：一個(gè)是基于 OTcl 編程的層次。它先 為這個(gè)分組發(fā)出一個(gè)事件，然后等待這個(gè)事件被調(diào)度回來之后，才能做下一步的處理工作。 NS2 簡(jiǎn)介 NS2（ Network Simulator, version 2）是一種面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)仿真器，由 UC Berkeley 開發(fā)而成。隨著版本的更新 ,NS 完全運(yùn)用面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)思想 ,使用杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 OTcl 和 C+ +語言混合編程 , 利用 TclcL 機(jī)制 , 通過兩個(gè) C+ + 類即 TclObject 和TclClass 將 OTcl 類和 C+ +類關(guān)聯(lián)起來 ,使得在 C+ +中能直接調(diào)用 OTcl 解釋器的功能 ,OTcl 和 C+ +能夠互相直接操作對(duì)方定義的數(shù)據(jù)。 NS 是在網(wǎng)上分開發(fā)布的 ,并且已被網(wǎng)絡(luò)研究者廣泛使用。美國商業(yè)周刊和 MIT 技術(shù)評(píng)論在預(yù)測(cè)未來技術(shù)發(fā)展的報(bào)告中，分別將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為 21世紀(jì)最有影響的技術(shù)和改變世界的技術(shù) 之一。本文建立 LEACH 協(xié)議仿真平臺(tái)的相關(guān)工作，為針對(duì)該協(xié)議的后續(xù)改進(jìn)研究作了鋪墊，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。 本文在上述背景下概述了影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議設(shè)計(jì)的因素，指出了傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，介紹了幾種主流的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，并選擇典型的低能量自適應(yīng)聚類層次結(jié)構(gòu) (LEACH)協(xié)議進(jìn)行了深入分析，著重 描述了實(shí)現(xiàn) LEACH 協(xié)議的關(guān)鍵算法，分析了該協(xié)議存在的優(yōu)勢(shì)與不足，并給出了一些修改的建議。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。 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。 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 。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。 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。 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。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。 （ 7） 對(duì) Trace 文件進(jìn)行分析，得出有用的數(shù)據(jù)。 （ 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)。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。 NS 中有三種單播路由策略：靜態(tài)、會(huì)話、動(dòng)態(tài)。 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。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)。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。 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。 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）。 其他說明 系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。 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。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。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。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?？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。 由于 74HC148 的輸出端不是三態(tài)門，不能直接連接在一起。 （ 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。 AT89C2051 單片機(jī) [12] AT89C2051單片機(jī)是 AT89C51的簡(jiǎn)化型號(hào)，其指令系統(tǒng)和內(nèi)部 RAM均與 AT89C51相同。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。 程序流圖 圖 51 串行發(fā)送流程圖 中斷服務(wù)程序 讀取 P1 口值 發(fā)送數(shù)據(jù)幀 清中斷標(biāo)志 延時(shí) 200ms 初始參數(shù)設(shè)置 中斷返回 等待中斷 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 模塊說明 （ 1）主程序： MAIN: MOV SP,0X60 ；堆棧初始化 CALL INIT ；各寄存器參數(shù)設(shè)置 MOV 40H,0x01 ；打靶次數(shù)置 1 AJMP $ ；等待中斷 （ 2）初始化程序： INIT: MOV TMOD,0X21；波特率發(fā)生器 MOV TL1,0XFD ；波特率 9600bps MOV TH1,0XFD CLR ET1 ；禁止 timer1 SETB PT1 ；時(shí)鐘 1 優(yōu)先級(jí) :高 MOV SCON,0x40；串口工作模式 1,SM2=0,REN=0 MOV PCON,0 ；波特率 9600bps SETB EA ；中斷允許 CLR PS ；關(guān)閉串口中斷 CLR ES ；串口優(yōu)先級(jí) :低 SETB EX0 ；開外部中斷 INT0 SETB IT0 ；下降沿有效 CLR 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）。這樣便可大大節(jié)省時(shí)間，也可降低出錯(cuò)率。在該設(shè)計(jì)中采用較為簡(jiǎn)便的軟消顫，具體的方案見第五章。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 致謝 感謝我的指導(dǎo)老師 仇建