無線傳感器網(wǎng)絡結課論文終稿(編輯修改稿)
2025-07-17 07:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 各類環(huán)境的復雜性，各類待采集的環(huán)境參數(shù)都無法有效的獲得監(jiān)測。而基于無線傳感器網(wǎng)絡的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)就是在采集目標地點散布無線傳感器節(jié)點,這些結點通過自組織方式構成無線網(wǎng)絡。主要采集,大氣、水質、土壤、噪聲、輻射、固體廢物、農(nóng)藥等環(huán)境參數(shù)。通常以離線的形式進行分析處理后傳輸?shù)礁?jié)點再傳輸給監(jiān)測人員。二網(wǎng)絡系統(tǒng)結構網(wǎng)絡系統(tǒng)結構的設計方式通?？刹捎脴湫徒Y構路由將數(shù)據(jù)送往收集點,這種應用情況通常需要低數(shù)據(jù)率和長的時間周期,在部署之后網(wǎng)絡的物理結構基本保持恒定。如下圖3所示。Internet上位機上位機節(jié)點1節(jié)點2匯聚節(jié)點圖3環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)結構圖由圖3可知,在左邊的無線傳感器網(wǎng)絡中監(jiān)測節(jié)點將檢測數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)模塊或者直接或者通過其他節(jié)點轉發(fā)的方式發(fā)送給匯聚節(jié)點,匯聚節(jié)點不僅集成了無線模塊,還集成了網(wǎng)卡協(xié)議芯片,這使主節(jié)點具有因特網(wǎng)功能,可以將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到Internet,從而安裝了相應接收軟件的上位機就可以接收到這部分數(shù)據(jù)。傳感器節(jié)點由傳感器模塊、CC2430 模塊和能量供應模塊三部分組成，CC2430 模塊內(nèi)部集成了處理器模塊和無線通信模塊，節(jié)點體系結構框圖如圖4所示。傳感器模塊負責監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉換；處理器模塊負責控制整個傳感器節(jié)點的操作，存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線通信模塊負責與其他傳感器節(jié)點進行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量供應模塊為傳感器節(jié)點提供運行所需的能量，采用電池供電。圖4 節(jié)點結構匯聚節(jié)點的功能就是負責對節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行分析、匯總和預處理，因此匯聚節(jié)點應該是一個功能強大的嵌入式系統(tǒng)，有足夠的能量供給、大容量的內(nèi)存和較強的計算能力。匯聚節(jié)點主要由處理器、存儲器模塊、通信模塊和電源模塊組成。根據(jù)匯聚節(jié)點的需求分析可以得出匯聚節(jié)點的結構設計如圖5所示。圖5 匯聚節(jié)點結構處理器是系統(tǒng)的核心，主要用來處理從傳感器采集到的數(shù)據(jù)以及完成一些控制功能，在無線傳感器網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)收發(fā)要比數(shù)據(jù)處理消耗大得多的能量，一般先將數(shù)據(jù)進行處理，然后再傳送，因此對處理器計算能力的要求很高。從匯聚節(jié)點功能分析結果考慮，處理器應該具有較高的工作頻率；大量的 I/O 接口滿足擴充性要求；片內(nèi)集成眾多外設控制器，實現(xiàn)外設連接而不增加其他外部控制器；要具有很好的電源管理功能，達到最小的功耗控制。 匯聚節(jié)點還要配備大容量的 FLASH 存儲器來安裝應用程序和保存數(shù)據(jù)，以及SDRAM存儲器來運行程序。匯聚節(jié)點同時疊加與傳感器節(jié)點相同的射頻收發(fā)模塊，用于接收傳感器節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。為了方便調試和與外界通信，匯聚節(jié)點還配置了通信模塊。三應用無線傳感器網(wǎng)絡的意義無線傳感器網(wǎng)絡技術作為改變 21 世紀人類生活的新技術之一，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。其低功耗、低成本、高可靠性、自組織等不同于其他無線網(wǎng)絡的征，具有傳統(tǒng)系統(tǒng)無可比擬的優(yōu)勢，使得無線傳感器網(wǎng)絡具有廣闊的應用前景，人已經(jīng)越來越多地將傳感器網(wǎng)絡應用到各種監(jiān)測、跟蹤系統(tǒng)中。無線傳感網(wǎng)絡技術近幾年來得到了突飛猛進的發(fā)展，能夠長期自動獲取客觀物理信息，具有十分廣闊的應用前景。人們己經(jīng)越來越多地將無線傳感器網(wǎng)絡應用到環(huán)境監(jiān)測中，總的來說，無線傳感器在環(huán)境監(jiān)測中具有以下幾點優(yōu)勢：1） 傳感器節(jié)點的體積很小且整個網(wǎng)絡只需要部署一次，這一點在對外來生物活動敏感的環(huán)境中極其有意義。2） 傳感器節(jié)點數(shù)量很大，分布密度高，每個節(jié)點可以監(jiān)測到局部環(huán)境的詳細信息并匯
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