基于wirelessusb的无线传感器网络节点设计

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于WirelessUSB的无线传感器网络节点设计基于WirelessUSB的无线传感器网络节点设计基于WirelessUSB的无线传感器网络节点设计摘要：在研究2.4G技术的基础上，分析了WirelessUSB技术应用于无线传感器网络领域的技术优势，并以此为平台，以通用MCU为处理器，基于软件无线电理念分别设计制作

2、了传感节点和Sink节点。软件设计依托认知无线电技术组建分簇型结构网络，并在安全机制、抗干扰机制和低功耗方面作了深入研究，经调试系统达到了设计指标。关键词：无线传感器网络；WirelessUSB；2.4G；分簇型结构网络无线传感系统较有线传感系统有易于部署、易于扩展等优势，为此，人们开发了多种无线传感器网络。常用的无线通信技术有红外技术、普通射频技术（RF）、2.4G技术等。红外技术操作简单、价格低廉，但存在直线对准通信、单向通信、高功耗等缺点，不适合开发传感器网络。射频技术可轻松突破上述局限，与其他射频

3、频段相比，2.4G技术具有频段免费、全球通用、设备体积小、数传速率高、抗干扰能力强、低功耗等优点，在开发无线传感器网络方面有巨大优势，目前较成熟的2.4G无线传感系统是基于蓝牙技术（Bluetooth、IEEE802.15.1）和ZigBee技术（IEEE802.15.4）的[1]。与传统的以电缆和红外方式传输测控数据相比，在测控领域应用蓝牙技术主要有抗干扰能力强、节省成本、无方——————————————————————————————————————--------------------------

4、----------------------------------------------------------------------向限制、可实现多个设备互通等优势，但蓝牙的同步时钟对电池的使用寿命有很大影响，且一个蓝牙主设备只能连接7个从设备，限制了其应用范围。ZigBee依据IEEE802.15.4标准，可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，一个主节点最多可管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的较大网络。但ZigBee复杂的协

5、议也导致成本增加，且ZigBee在稍微高速率、低延迟的应用中表现不够好，制约了它在该领域的应用。WirelessUSB技术是由赛普拉斯半导体公司开发的一种新型的点对点以及点对多点的2.4GHz无线通信技术。该技术为这一领域的应用提供了低功耗、低延迟、低成本、高可靠性的解决方案，具有广阔的应用前景。本文基于WirelessUSB技术，以“模块化、小体积、低功耗、低成本和通用性”为目标，开发设计了嵌入式网络节点硬、软件系统，使其满足监测任务要求的数据采集、计算、无线通信

6、和互联能力。1系统构架1.1WirelessUSB技术简介WirelessUSB在频段管理上把2.4GHz频段分成98个信道，每个信道带宽1MHz，包括26个快速信道（切换时间为100μs）、35个中速信道（切换时间为180μs）、37个慢速信道（切换时间为270μs）[2]。该机制为实现频分多址、跳频及频率捷变提供了技术基础。该技术在每一个信道上又使用了直接序列扩频（DSSS）技术，DSSS————————————————————————————————————

7、——------------------------------------------------------------------------------------------------系统的特点主要有：较强抗干扰能力；很强的隐蔽性和抗侦察、抗窃听、抗测向能力；选址能力，可实现码分多址；抗衰落，抗频率选择性能好；抗多径干扰；可进行高分辨率的测向和定位[3]。此外，该技术还使用GFSK调制技术。WirelessUSB协议层的设计采用了主-从方式的星形结构，主设备实时处于接收状态，接收来自从设备的信

8、息，同时监视干扰状况，选择干净的频带，决定是否跳频。从设备采集并发送数据，发送结束后立刻进入睡眠状态，最大限度地节省电池电量。协议中还可实现时分双角色（既可接收，也可发射），可以作为一个类似路由器的角色使用。一个主设备可以带上百个从设备[4]。网络ID是WirelessUSB网络的标识，是WirelessUSB网络彼此区分的依据，每个芯片在出厂时有6B的ID，此ID是唯一的，网络ID由这个芯片ID计算得到。相比那些没有ID的其