【正文】 igBee設(shè)備之中是唯一,其中包含一個由IEEE分配、也是全球唯一的24位制造商特定組織識別符 (OU I)。而終端裝置的功能總是試圖連接到一個已存在的網(wǎng)絡(luò)中。如協(xié)調(diào)器的功能是通過掃描搜索,發(fā)現(xiàn)一個未用的信道來組建一個網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)器必須由FFD擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器并進(jìn)行掃描搜索,發(fā)現(xiàn)一個未用的最佳信道來建立網(wǎng)絡(luò),再讓其他的FFD或是RFD加入這個網(wǎng)絡(luò)。其三為網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh),網(wǎng)絡(luò)中的每一個FFD同時可作為路由器,根據(jù)AD hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議來優(yōu)化最短和最可靠的路徑。在組網(wǎng)方式上,ZigBee主要采用圖2所示的3種組網(wǎng)方式:其一為主從結(jié)構(gòu)的星型網(wǎng),它需要一個能負(fù)責(zé)管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和不超過65535個從屬裝置。第3個是終端裝置,只能選擇加入他人已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò),可以收發(fā)信息,但不能轉(zhuǎn)發(fā)信息,不具備路由功能。 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備角色在網(wǎng)絡(luò)層中,ZigBee定義了3種角色:第1個是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立,以及網(wǎng)絡(luò)位置的分配。RFD通常只用于星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,不能完成網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器功能,且只能與FFD通信,兩個RFD之間不能通信。 停車場車位ZigBee網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型ZigBee定義了兩種物理設(shè)備類型:全功能設(shè)備FFD(Full Function Device)和精簡功能設(shè)備RFD (Reduced Function Device)。數(shù)據(jù)鏈路層又可分為邏輯鏈路控制子層(LLC)和介質(zhì)訪問控制子層(MAC),其功能包括傳輸可靠性保障、數(shù)據(jù)包的分段與重組、數(shù)據(jù)包的順序傳輸。應(yīng)用程序接口負(fù)責(zé)把不同的應(yīng)用映射到ZigBee網(wǎng)絡(luò)層上,包括安全與鑒權(quán)、多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的匯聚、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)。 ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)ZigBee協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示。具有工作周期短、收發(fā)功耗低的特點(diǎn)。成本估算:模塊初始成本約6美元,隨著市場成熟,～,并且ZigBee協(xié)議免專利費(fèi)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?星型,點(diǎn)對點(diǎn),網(wǎng)狀。通信時延:15～30ms(典型搜索時延30ms,休眠激活時延15ms,活動接入時延15ms)尋址方式:64bit的IEEE地址,16bit的本地地址。ZigBee的特點(diǎn)是低速率、低功耗、低成本等。 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比較在無線個人網(wǎng)(WPAN)領(lǐng)域,“藍(lán)牙”一直是較為經(jīng)典的技術(shù),但由于其價格高、傳輸距離短等因素遲遲沒能大規(guī)模應(yīng)用。視頻圖像識別技術(shù)能夠通過圖像處理技術(shù)來完成車位的識別,具有一定的優(yōu)越性,但是對于地下車庫光照方面和識別效果都不很理想,而且也需要構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。其中人工識別對于較小的停車場廣泛采用,缺點(diǎn)顯而易見。3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對于地下停車場的管理中重要的數(shù)據(jù)信息是時刻掌握著車位的空閑狀態(tài),以此作為智能停車管理中的重要參考依據(jù),通過在停車場入口處放置液晶顯示屏顯示停車場停車情況。 本章小結(jié)在本章中講解傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計，由傳感器模塊、處理器模塊、無線傳輸通信模塊以及能量供應(yīng)模塊組成，并一一列舉了各個模塊的組成和硬件需求，利用MTS510CA作為傳感器模塊，可以通過震動和光的傳感，傳送數(shù)據(jù)給處理器模塊，而處理器模塊由ELAN公司生產(chǎn)的EM78815處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后通過傳輸設(shè)備發(fā)送信息給基站（Sink節(jié)點(diǎn)）完成數(shù)據(jù)的采集，匯聚，傳輸?shù)纫幌盗泄ぷ?。TTL與RS232電平轉(zhuǎn)換單元選用MAX 3316芯片，～，可直接操作MICA2DOT芯片串行數(shù)據(jù)線和控制線。我們設(shè)計的Sink節(jié)點(diǎn)帶有USB數(shù)據(jù)口和RS232數(shù)據(jù)口，兩種數(shù)據(jù)口可以通過開關(guān)執(zhí)行 切換，以方便Sink與外部網(wǎng)絡(luò)或處理終端間的連接。針對節(jié)點(diǎn)供電單元不便于更換的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，新的能源處理要領(lǐng)研究及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計也是當(dāng)前值得關(guān)注的課題。 能量供應(yīng)模塊：實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)設(shè)計的微型化。MICA2DOT的主要特點(diǎn)：（1）具有2MChips/s直接擴(kuò)頻序列基帶調(diào)制解調(diào)和250kbps的有效數(shù)據(jù)傳輸速率；（2）適合簡化功能裝置和全功能裝置操作；低電流消耗：，；低電源電壓要求： V，；可編程輸出功率；獨(dú)立的128字節(jié)發(fā)射、接收數(shù)據(jù)緩沖器；（3）電池電量可監(jiān)控，QLP48封裝，外形尺寸只有77mm，適合各種惡劣的環(huán)境。 無線通信模塊：射頻芯片MICA2DOT是標(biāo)準(zhǔn)的低成本、低功耗單片高集成度的解決方案。當(dāng)無線通信模塊接收到幀后，產(chǎn)生中斷，從而從空閑模式切換到活動模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，當(dāng)發(fā)送完畢后，再次進(jìn)入空閑模式。EM788150從空閑模式到活動模式：有中斷產(chǎn)生；RESET發(fā)生；電源開關(guān)。但是EM78815不支持直接從活動模式切換到睡眠模式，必須再經(jīng)過空閑模式，并且從睡眠模式到活動模式的切換，只有通過RESET操作或者開關(guān)電源，在睡眠模式下，無法響應(yīng)幀的接收，所以本系統(tǒng)不采用該模式。這種模式的能耗低于活動模式。（2）空閑模式（Green mode）：在空閑模式下，處理器工作關(guān)閉主時鐘，以副時鐘維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)。模式轉(zhuǎn)換圖23所示。此外，它還有2個8位和1個16位硬件定時/計數(shù)器；可編程看門狗定時器和片上震蕩器；UART、SPI接口。如圖22所示： MTS310CA MDA300CA 圖 22 傳感器：ELAN公司生產(chǎn)的EM78815是一款采用RISC結(jié)構(gòu)，低功耗，高速率的8片機(jī)。由于芯片采用半閃爍轉(zhuǎn)換技術(shù)和低電源電壓供電及三態(tài)輸出，所以具有快速轉(zhuǎn)換、功耗低和易與各類微控制器接口等優(yōu)點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集部分可以根據(jù)不同的應(yīng)用采用不同的傳感器，比如溫度、濕度、光、壓力、煙霧等。傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線通信模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)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(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，通常采用微型電池。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是一個微型的嵌入式系統(tǒng)，一般由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應(yīng)模塊組成，如圖21所示。并且注釋對于整片論文的規(guī)劃，讓讀者更清楚的明白章節(jié)安排。六、 參考文獻(xiàn)。四、 主要技術(shù)和系統(tǒng)特點(diǎn)：羅列出本片文章的主要技術(shù)參數(shù)以及本套系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。三、 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：介紹了本課題所研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計。 二、 硬件開發(fā)工具：介紹了本課題所研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)規(guī)劃與系統(tǒng)分析。 本論文的章節(jié)安排為了方便閱讀本文，能在較短時間內(nèi)對其有一個全面的認(rèn)識，現(xiàn)將本文的體系結(jié)構(gòu)介紹如下：一、 導(dǎo)言：概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展現(xiàn)狀。 （4）將上述無線網(wǎng)絡(luò)傳感器系統(tǒng)應(yīng)用于一個簡單的震動監(jiān)測控制系統(tǒng)。（2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用EM78815嵌入式處理器，完成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計。傳感器將數(shù)據(jù)發(fā)送到中心基站，基站將對所有的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)時提供停車場總共可用的停車位數(shù)量和每個區(qū)域的停車位數(shù)量。入口和出口處的傳感器，以無線方式將入口和出口的車輛數(shù)據(jù)傳輸?shù)匠隹趰復(fù)さ闹行幕?。系統(tǒng)提供了停車場中的總車位占用數(shù)，以及更為具體的區(qū)域信息。在數(shù)據(jù)收集過程中，需要每個傳感器采集到的有效數(shù)據(jù)及時、準(zhǔn)確的傳回K節(jié)點(diǎn)和基站。 研究內(nèi)容與方法 研究內(nèi)容大量的傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)散布在目標(biāo)監(jiān)測區(qū)域。隨著微機(jī)電加工技術(shù)（MEMS）、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和低功耗通訊技術(shù)的高速發(fā)展，無線微型傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究將進(jìn)入一個全新的領(lǐng)域。討論了Wireless sensor network技術(shù)及其在中國的發(fā)展問題。中國計算機(jī)學(xué)會青年計算機(jī)科技論壇（YOCSEF，CCF Young Computer Scientistsamp。麻省理工學(xué)院Sea Grant Office研制的Odyssey是低價位的自制的水下工具,它的總長不超過2m,它被用于水下監(jiān)測,他不需要任何的附加的發(fā)射和回收設(shè)備。從1998年以來,主要由美國國防部支持的關(guān)于無線自組傳感器網(wǎng)絡(luò)的項目屢屢在論文中出現(xiàn),下面把美國國防部和大學(xué)聯(lián)合研制的項目和進(jìn)展情況列舉如下：伯克利大學(xué)研制的靈巧塵埃（The smart dust）,把傳感器的大小降低到一個立方毫米,使這些傳感器顆粒可以懸浮在空中,美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校研制的無線集成網(wǎng)絡(luò)傳感器(Wireless integrated network sensors),洛克維爾（Wireless sensing network Rockwell）研究中心研制的WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由。近幾年來自組織無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在美國國防部高級規(guī)劃署(DARPA)、美國自然科學(xué)基金委員會和其它軍事部門的資助下,美國科學(xué)家對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所涉及的各個方面進(jìn)行了深入的研究。 無線傳感器的研究現(xiàn)狀無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是目前國外研究熱點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)綜合處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，包括感知數(shù)據(jù)的提煉、壓縮、存儲、關(guān)聯(lián)、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術(shù)。要查詢的數(shù)據(jù)分布在所有或部分節(jié)點(diǎn)中。（5）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存儲和計算能力有限無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型嵌入式設(shè)備，一般要求價格低體積小功耗低，這些限制必然導(dǎo)致其嵌入式處理器計算能力比較弱，存儲容量比較小。（4）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電源能量有限傳感器節(jié)點(diǎn)的體積微小，通常攜帶能量十分有限的電池。因此應(yīng)該盡量減少單跳通信距離。n的取值與很多因素有關(guān)，比如傳感器節(jié)點(diǎn)部署貼近地面時，障礙物多干擾大，n的取值就大；天線質(zhì)量對信號發(fā)射質(zhì)量的影響也很大。無線通信的能量消耗與通信距離的關(guān)系為：E=kdn。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)往往部署在室外環(huán)境比較惡劣的地方，要受到高山、建筑物、障礙物等地形地貌以及其他惡劣天氣等自然條件的影響。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織性要能夠?qū)崿F(xiàn)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化。在這樣的情況下，就要求傳感器節(jié)點(diǎn)具有自組織的能力，并且能夠自動進(jìn)行配置和管理，通過拓?fù)淇刂茩C(jī)制和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議自動形成轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的多跳無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（2