一种无线传感器网络的设计

《一种无线传感器网络的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第11期·研究与开发·49一种无线传感器网络的设计马祖长，乔晖，孙怡宁(1．中科院合肥智能机械研究所，安徽合肥230031；2．安徽省科学技术馆，安徽合肥230026)摘要：无线传感器网络是传感器领域内一个新兴的研究方向，可以在一些特殊的场合实现信号的采集、处理和发送。给出了一种无线传感器网络的设计，详细讨论了传感器节点的硬件组织、电源特征和通信模式。实验表明：设计的系统稳定性好，通信效率高。关键词：无线传感器网络；环境监测；节点中图分类号：TN92文献标识码：B文章编

2、号：1002—1841(2003)11—0049—03DesignofWirelessSensorsNetwOrkMAzu-dlallgl，QIAOrlui2，SUNYi-ning(1．InstofIntelligentMachines，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2．ScienceandTechnologyMuseumofAnhui，Hefei230027，China)AbsI耐：Wirelesssensorsnetworkisanewresearchfie

3、ld．ItCanbeusedinsomespecialsituationforsignalcollection，processingandtrans~．Designofawirelesssensorsnetworkisgiven，Hardwareorganization，powercharacteristicsandcommunicationmodelofselsornodesaIeintroducedindetail．Experimentresultindicatesthatthisisastableandefic

4、ientsystem．KeyWords：WirelessSensorsNetwork；EnvironmentMonitoring；Node1引言件、低功耗射频收发器、温度传感器、湿度传感器、光强度传感无线传感器网络可应用于布线和电源供给困难的区域、人器、震动传感器、锂电池和电源管理电路等。系统结构示意图员不能到达的区域(如受到污染的区域、环境被破坏的区域或如图2所示。敌对区域)和一些临时场合(如发生自然灾害时，固定通信网络被破坏)等。它不需要任何固定网络的支持，具有快速展开、抗毁性强等特点，引起了人们的广泛关注。可用

5、于环境监测的无线传感器网络内所有节点采用射频收发模块与监控中心通信，网络内通信时序由监控中心统一控制。传感器节点采用电源供电，由于采用低功耗单片机，大大图2节点结构示意图延长了节点的使用寿命。在软件设计方面，采用串口中断结合微处理器采用ATMEL公司的低功耗单片机90LS8535，它有限向量图(FSA)的方法收发数据，提高了系统可靠性。有3种睡眠模式。空转模式：停止CPU的工作，但是sRAM、定2系统概述时器／计数器和中断系统保持工作；断电模式：除了内部看门狗整个网络由若干无线传感器节点和监控中心组成，其中无和唤醒所

6、必须的串VI中断逻辑外，其他所有的电源都切断；节线传感器节点分布于需要监测的区域内，执行数据采集、处理能模式：与断电模式相似，但只有串口中断逻辑工作。合理利和通信等工作；监控中心可以在固定建筑物内，也可以是一个用这几种模式，可以获得理想的节能效果。移动的平台。监控中心包括1台计算机和1个无线接口模块。硬件看门狗器件采用XICOR公司的X5045，它集多种功能系统逻辑结构如图1所示。于一身。上电复位控制，开机后提供200船的复位脉冲，让微处理器正常复位；可选时间的看门狗定时器，有4种定时时间可以选择；降压检测，电压低于

7、设定的水平，就提供复位脉冲，以防止在电压不足情况下微处理器误动作；具有块保护功能的512byte的EEPROM，用来在断电情况下保存数据。温度传感器使用AD7418，内部有A／D转换器，可以按照图1系统逻辑结构图FC总线协议访问。震动传感器用于检测微弱震动，输出为开3节点的设计关量。光强传感器和湿度传感器均为模拟量输出，经过信号放传感器节点是网络的基本单元，节点的稳定运行是整个网大和补偿，直接输入单片机的PA口，由内部的ADC实现数字络可靠性的基本保证，所以在设计时力求简单可靠。化。3．1硬件组成射频元件是节点中重要

8、的组成部分，采用的是收发合一的传感器节点由下列部件组成：低功耗微处理器、看门狗器射频收发模块TR500，载波频率为433MHz．在没有信号需要发送的时候，通过控制信号，可以将发送部分的电源切断，以节省电能。收稿日期：2jD03—03—18收修改稿日期：20O3—0g一09射频模块采用幅度键控(ASK)调制，抗干扰能力强，适合维普资讯http:/