基于tinyos的无线传感器网络环境参数采集系统设计的研究实现

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：垒盈!查&学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研

2、究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。趁吼毕年』月L日J飞中南大学硕士学位论文摘要无线传感器网络是众多传感器通过无线通信方式，相互联系、处理、传递信息的网络。该网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，可以实时感知和采集网络分布区域内的各种环境对象的信息，并对这些信息进行处理，传送给所需用户。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，比如军事侦测、环境监测、医疗监护、空间探索、城市交通管理、仓储管理等。而环境应用是无线传感网络的典型应用。本文以Crossbow公司的IRIS新型节点为硬件平台，研究了一种基于TinyOS

3、的无线传感器网络环境采集系统。针对环境的特点，系统分为传感器节点．网关节点．监控终端的三层结构。首先对现有的无线传感器网络操作系统进行了分类总结，重点介绍了无线传感器网络中经典的操作系统TinyOS，包括组件模型、调度机制、通信模型，详细阐述了支持组件化编程的nesC语言的接口、模块等，并采用简单实例在TinyOS操作系统下进行程序验证开发。然后研究了系统的无线通信模块AT86RF230驱动程序，实现了传感器节点无线发送与接收的功能，并设计了SHT71传感器的采集程序，实现了传感器的温湿度采集功能，通过修改XServe数据解析软件程序使得原始数据能通过Cygwin显示并转化成温湿度数据

4、。最后对系统性能进行测试，包括功耗和通信距离，网络自组织自愈，mesh网络部署和温湿度测量等。测试结果表明系统具有低功耗、远距离传输、网络白组织白愈、测量准确性等优点。同时，网络节点体积小，安装和拆卸方便灵活。节点功能扩展性强，可通过增加相关的传感器实现其他采集功能。本系统能产生一定的经济和社会效益。关键词：无线传感器网络，IRIS，TinyOS，nesC，温湿度采集中南大学硕士学位论文ABSTRACTWirelesssensornetworkconsistsofanumberofsensornodes，whichmakeupofamulti—hopself-organizingnet

5、workthroughwirelesscommunication．Itintegratessensingtechnology、embeddedcomputing、communicationanddistributedinformationprocessing．ItCallbereal-timesensingandacquiringsomekindofinformation．Wirelesssensornetworkhasbroadapplicationprospects，forexample，militaryreconnaissance，environmentalmonitoring，

6、medicalcustody,spaceexploration，citytransportationmanagement，storagemanagementandSOon；amongofthese，environmentalapplicationistypical．BasedontheplatformofIRIS，anacquisitionsystemwhichCanmeasuretemperatureandhumidityisproposed．Consideringthecharacteristicsofenvironment，thesystemcontainsthreelayers

7、：sensornode、gatewayandmonitoringterminal．Firstly,thispapercomparesseveralembeddedoperatingsystem，focusingoncomponent、schedulingstrategyandcommunicationmodelofTinyOS，andthenstudiesthenesClanguageanditscompilationprocess．Secon