gains节点产品白皮书

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1、无线传感器网络节点GAINS产品白皮书GAINS节点产品白皮书宁波中科集成电路设计中心（计算所宁波分部）中国科学院计算技术研究所信息网络室2005年6月宁波中科集成电路设计中心（计算所宁波分部）10无线传感器网络节点GAINS产品白皮书目录1产品简介32WSN技术背景32.1无线传感器网络32.2国内外研发现状32.3产品特点及优势33GAINS节点硬件结构43.1GAINS节点总体架构43.2GAINS处理器参数53.3GAINS硬件平台54GAINS节点软件结构54.1总体架构54.2主要构件64.2.1GO

2、S内核64.2.2硬件驱动和管理74.2.3通讯协议栈74.2.4传感数据采集74.2.5用户API74.3关键技术74.3.1事件驱动机制74.3.2基于调用图的全局编译优化机制74.3.3软件低功耗设计方案75GAINS通信机制85.1无线通信架构85.2通讯协议栈设计85.2.1拓扑结构85.2.2MAC层协议85.2.3路由协议95.2.4传输层协议95.3关键技术95.3.1支持IPv6的无线传感器网络通信协议栈95.3.2时钟同步机制95.3.3低功耗低复杂性的节点定位算法105.3.4数据融合105

3、.3.5保密通信及系统安全性106产品介绍106.1WSN节点及开发平台（GAINS）106.1.1WSN基本节点（GAINS）106.1.2WSN硬件开发平台106.2WSN分析与管理平台（SNAMP）116.2.1研发背景116.2.2总体架构116.2.3功能简介126.3WSN专用处理器芯片（WO-LPP）136.3.1基于8位微处理器的节点产品的典型特性136.3.2基于16位微处理器的节点产品的典型特性146.4无线传感器网络解决方案156.4.1硬件功能说明156.4.2软件功能说明157研发机构简

4、介157.1中国科学院计算技术研究所157.2宁波中科集成电路设计中心157.3计算所信息网络室15宁波中科集成电路设计中心（计算所宁波分部）10无线传感器网络节点GAINS产品白皮书1产品简介中国科学院计算技术研究所是我国第一个从事计算机科学技术研究的综合性研究机构，近五十年来，在计算机体系结构和系统软件研究、高性能计算机研制、高性能芯片设计、测试验证和容错计算等方面，完成了一批获奖成果，并在国防建设、国民经济和信息产业中，得到了应用。在这五十年的风风雨雨中，中科院计算所不仅从事着国家发展战略所要求的尖端技术研

5、究工作，还是我国科研成果产业化的急先锋。迄今为止，计算所直接或间接创办的企业已经逾30家，孕育了联想、神州数码、曙光等国内著名的公司，计算所凭借着强大的科研和商业实力，并不断在一个个新兴领域中扬帆起航。在这些新兴领域中，最典型的是面向任务的无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域技术，通过各类微型传感器对目标信息进行实时监测，由嵌入式计算资源对信息进行处理，并通过无线通信网络将信息传送至远程用户

6、。这一技术具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和实用价值，已经在国内外引起了广泛的重视。作为国内较早涉及无线传感器网络领域的几个单位之一，中科院计算所凭借着在芯片设计、系统设计及无线网络等方面的深厚的技术沉淀，迅速掌握了多项关键技术，其中包括面向无线传感器网络的专用处理器芯片、面向行业应用的无线传感器网络节点、多种应用软件及支持平台、无线传感器网络开发芯片及应用开发平台。我们拥有诸多具有自主知识产权的技术产品

7、，主要包括：兼容ATMEL公司AVR指令集的基于事件驱动的专用低功耗处理器芯片（WO-LPP）、完全兼容市场上主流WSN节点软件平台的高可靠的使用便捷的无线传感器网络节点（GAINS）、事件驱动的无线传感器网络操作系统（GOS）及相应软件环境、无线传感器网络分析及管理平台（SNAMP）等。本着资源共享、联合开发的原则，我们面向国内在无线传感器网络研究及应用开发方面有一定技术背景的高等院校、研究所及公司提供自主开发的软硬件平台，并在全国寻求无线传感器网络相关的技术和产品代理以及软硬件开发及应用方面的合作，希望我们能

8、够抓住无线传感器网络领域发展契机，共同托起这颗沉甸甸的明日之星。2WSN技术背景2.1无线传感器网络无线传感器网络（WirelessSensorNetworks,WSN）是由多个节点组成的面向任务的无线网络，它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域技术，通过各类微型传感器对目标信息进行实时监测，由嵌入式计算资源对信息进行处理