【硕士论文】IEEE802.15.4无线传感器网络的研究和实现.pdf

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1、重庆大学硕士学位论文IEEE802.15.4无线传感器网络的研究和实现姓名：唐小军申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：曹长修20070420中文摘要摘要无线传感器网络是一种特殊的Ad．Hoe网络，它具有自组织、快速展开、抗毁坏性强等特点，在军事、环境监测、医疗健康、工业控制等方面有着十分广阔的应用前景。近年来，随着无线通信、集成电路、传感器及微电机系统(MEMs)等技术的发展，使得大规模生产体积小、成本低、具有数据收集、短距离无线通信和数据处理能力的传感器节点成为可能。技术条件的成熟和大量潜在的应用需求使得无线传感器网络受到人们越来越多的关

2、注和重视。无线传感器网络正成为国内外无线网络研究的一个热点。本文主要研究无线传感器网络的设计及产品开发。无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限，网络设计的首要目标是有效节约能源，延长网络生命周期，并考虑网络的连通性。本文取得主要成果如下：(1)无线传感器网络节点设备及产品开发文中以FreⅪscale的MCl3192无线收发器及MC9S08GT60微控制器为基础成功得开发出通用的无线传感器网络节点设备，采用印刷线路技术研制出平面接收天线。整个无线传感器节点体积小，结构合理，成本低，能够满足企业客户的要求。(2)IEEE802．15．4协议分析及软件

3、开发深入研究了IEEE802．15．4网络协议栈(包括物理层，MAC子层)、MC9S08GT60芯片的性能及指令系统，开发出与网络节点相应的软件。根据客户对产品数据传输频率要求低的特点，利用网络节点的休眠模式，使节点大部分时间处于休眠状态，有效地降低了节点的能耗。(3)WSN．AODV路由协议深入分析了AODV协议路由的建立过程及其在低功耗网络中的应用，针对LoWPAN等AODV协议的不足，提出了一个新的路由协议WSN-AODV。试验表明，特别是网络拓扑结构经常变化时，在能量消耗，鲁棒性和数据传输延迟等方面，WSN_AODV优于现有的LoWPAN路由协议。

4、关键词：无线传感器网络，IEEE802．15．4，AODV，WSN-AODV，无线传感器节点英文摘要ABSTRACTWirelesssensornetworkisaspecialAd—hocnetwork．Ithastherapiddeployment,faulttoleranceself-organizationandcharacteristics．Theabovedescribedfeaturesensureawiderangeofapplicationsforsensornetworkssuchas：military,environment，heal

5、th，industrycontrolandsoon．Recentadvancesinwirelesscommunication,mirco—eletromechanicalsystems(MEMS)technology,integratedcircuithaveenabledthedevelopmentoflow-cost，low-power,multi-functionalsensornodesthataresmallinsizeandcommunicatedinshortdistances．Thematureintechniqueandpotentia

6、lityofapplicationneedsattractmoreandmoreconcern，wirelesss髓lsornetworksisbecomingthedomesticandinternationalresearchhotinWirelessnetwork．DesigningWSNisthemainpartofthisdissertation．ThenumbersofsensornodeinWSNarenumerousandsinglenodeisextraordinarilylimitedinl-esotlxce．Theall—import

7、antaimofdesigningWSNistoreducetheoverallenergydissipatedinthenetworkandtomaximizethenetworklifetime．Consideringrobustanddatacentering．Thispaperproceedswithresearchesasfollows：(1)WSN-NodeThispaperdiscussesthecomponentofWSN-Node．AndsuccessfullymakethenodebyusingMCl9192，MC9S08GT60．(2

8、)IEEE802．15．4networkThispaperintr