基于cc1101与gprs的无线传感器网络设计

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1、基于CC1101与GPRS的无线传感器网络设计WirelessSensorNetworkDesignwithCC1101andGPRS学科专业：信息与通信工程研究生：陈实指导教师：陈为刚副教授天津大学电子信息工程学院二零一二年十二月独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和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月

2、日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要无线传感器网络中，汇聚节点是传感器网络与外部网络的唯一接口，它将传感器网络的监测数据转发到外部网络上，并向传感器节点发布用户的监测任务。本文侧重于汇聚节点与传感器节点的点对多点通信和汇聚节点的广域网接入两个

3、方面，设计了基于CC1101与GPRS的无线传感器网络。在传感器网络的点对多点通信方面，设计了以汇聚节点为中心的星型网络，并采用时分多址（TimeDivisionMultipleAddress，TDMA）机制实现该网络的多点通信。由于TDMA机制需要节点之间严格的时间同步，本文在TDMA帧的第一时隙采用洪泛时间同步协议（FloodingTimeSynchronizationProtocol，FTSP）对汇聚节点与传感器节点进行时间同步，进而保障TDMA机制的运行。另外，为满足无线传感器网络的低功耗需求，选用TI公司生产的射频收发芯片CC1101进行该网络的数据传输。

4、在广域网接入方面，选择了具有成本低、覆盖范围广和永远在线等优点的GPRS网络。汇聚节点通过GTM900-C模块接入GPRS网络，实时地将传感器网络的监测数据转发至Internet上的监控中心。本文编写了分别运行于汇聚节点上位机和监控中心服务器的客户端/服务器模式的软件，实现了汇聚节点与监控中心之间即时信息的传输、任意格式文件的传输以及监测数据的实时转发等功能。在实际环境中，分别从同步精度、GPRS网络连接和数据传输三个方面对网络的性能进行了长时间测试。测试结果表明，本文设计的无线传感器网络能实现可靠的节点同步与数据传输。关键词：无线传感器网络点对多点FTSP协议时间

5、同步ABSTRACTInwirelesssensornetworks,thesinknodeistheonlyinterfacebetweenthesensornetworkandtheexternalnetwork.Ittransmitsthemonitoringdataofthesensornetworktotheexternalnetwork,andreleasesusers'monitoringtasktosensornodes.Inthisthesis,weemphasizetheworkonthepoint-to-multipointcommunicat

6、ionsbetweenthesinknodeandsensornodesaswellastheWANaccessofthesinknode,anddesignawirelesssensornetworkwithCC1101andGPRS.Intermsofthepoint-to-multipointcommunications,thestartopologyandtheTimeDivisionMultipleAddress(TDMA)mechanismareadoptedtorealizethemultipointcommunicationsofthisnetwor

7、k.AsprecisetimesynchronizationofnodesisneededinTDMAmechanism,theFloodingTimeSynchronizationProtocol(FTSP)isadoptedinthefirsttimeslotofTDMAframetogetthesinknodeandsensornodessynchronized,thustoguaranteetheoperationofTDMAmechanism.Inaddition,tomeetthedemandoflow-powerconsumptionofthewi