工业无线传感器网络智能节点的研究和设计

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1、华北电力人学硕十学位论文lIllIll11IlllIIIllllIllIllltll＼1796611摘要近年来，无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)已经得到了全世界范围越来越多的关注。WSN的节点具有很小的体积，很低的成本以及有限的运算能力和存储空间。节点问通过无线信道进行通信，并通过自组织的方式组成网络，网络中的节点协作感知周围环境信息，并将结果发送给用户。本文设计了基于德州仪器(TI)CC2430芯片的可用于工业现场的WSN节点和网关并完成了网络管理流程的设计

2、。节点可以通过RS232，RS485与传感器通信，并通过无线信道与网关通信。网关负责网络的构建和维护，并负责完成其他网络与WSN之闯协议转换。关键词：无线传感器网络，智能节点，CC2430，IEEE802．15．4，可靠性ABSTRACTWirelessSensorNetwork(WSN)hasgainedmoreandmoreattentionfromallovertheworldinrecentyears．AWSNnodeissmall，low-costandhaslimitedcomput

3、ingabilityandmemories．WSNnodescommunicatewitheachotherviathewirelesschannelsandformanetworkinself-organizedmannertosensetheinformationfromtheenvironmentincollaborationandsendittotheuser．TheWSNnodesandgatewaythatCanbeusedinindustrialfieldsaredesignedb

4、asedonCC2430fromTexasInstruments(TI)inthispaper；networkmanagementprocessisalsodesigned．WSNnodescancommunicatewithsensorsthroughRS232orRS485．Meanwhile，theyarealsocapableofcommunicatingwiththegatewayviathewirelesschannels．TheWSNgatewayisresponsiblefort

5、heformationandmaintenanceofthenetworkandtheconversionofprotocolsbetweenothernetworksandWSN．CuiYanbo(PatternRecognitionandIntelligentSystems)、Directedbyprof．BaiYanKEYWORDS：wirelesssensornetwork，smartnodes，CC2430，IEEE$02．15．4，reliability华北电力人学硕十学位论文目录中

6、文摘要英文摘要第一章引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1无线传感器网络的概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．2无线传感器网络的国内外研究动态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．3无线传感器网络在工业上的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．4本文的主要内容和结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2第二章无线传感器网络技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42．1无线传感器网络的体系结构⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯2．1．1无线传感器网络的拓扑结构⋯⋯⋯．．2．1．2无线传感器网络的传感器节点结构2．1．3无线传感器网络的协议栈⋯⋯⋯⋯．．2．2无线传感器网络的特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2．3典型短距离无线通信网络技术⋯⋯⋯⋯。2．3．1几种短距离无线通信技术⋯⋯⋯⋯．．2．3．2短距离无线通信技术的比较⋯⋯⋯．．．4．5．6．7lO第三章IEEES02．15．4，ZIGBEE。．．。．。。．．。．。．．。．．。。．。⋯⋯⋯。．．。。．．。．。．⋯．．。．⋯⋯。ll3．1IEEE802．15．4标准⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l3．1．1IEEE802．15．4简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ll3．1．2物理层规范⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．123．1．3MAC层规范⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．163．2支持IEEE802．15．4／ZIGBEE标准的射频芯片介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯183．2．1TI射频芯片CC2430／31⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．183．2．2Frees