基于Contiki操作系统的无线传感器网络节点的设计与实现

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1、分类号TP399学校编号10490UDC密级公开武汉工程大学硕士学位论文基于Contiki操作系统的无线传感器网络节点的设计与实现学科专业：模式识别与智能系统研究方向：嵌入式系统与无线通信研究生：盛李立指导教师：王忠教授二○一二年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签

2、名：20年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：20年月日20年月日AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirement

3、sfortheDegreeofMasterofEngineeringDesignandImplementationofWSNNodeBasedonContikiOSMajor:PatternRecognitionandIntelligentSystemCandidate:ShengLi-liSupervisor:Prof.WangZhongWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2012摘要摘要随着社会的发展，无线传感器网络的应用也越来越广泛。本文以广州

4、移动的无线传感器网络节点开发及组网应用项目为背景，以设计并实现一款性能高效并且低功耗的传感器节点为目的，通过对项目需求的详细分析，分别从硬件和软件两个方面提出了相应的解决方案。在硬件方面，本文采用德州仪器公司的16位低功耗MSP430F1611芯片和Chipcon公司的CC1100射频芯片来设计并实现一款无线传感器网络节点。首先对节点硬件部分的电路按照低功耗的要求进行设计，介绍主流芯片的特点并且进行比较和分析，最终确认板级芯片的型号和硬件架构，在此基础上，对板级电路参考相关数据手册进行详细的电路设计，最后设计并实现了通信连接模

5、块GPRS的电路。在软件方面，本文采用开放源代码的Contiki无线传感器网络操作系统。首先对Contiki操作系统的内核进行研究，接着对Contiki操作系统的移植技术进行深入分析，采用层次化和模块化的方法成功将此操作系统移植到MSP430F1611硬件平台，在此基础上，针对实际应用中需要的三大功能模块进行设计，即GPRS无线通信模块、无线网状网以及树型组网的实现，并且针对系统的功耗的要求，修改了Contiki操作系统的MAC层协议，同时为了方便使用和调试设计并实现了交互式的命令行应用模块。最后针对所设计的无线传感器网络节点

6、进行相应的功能测试，即邮件功能测试、网络组网测试。将传感器数据通过GPRS发送到远程数据管理系统并上传到后台服务器，经过组网测试，上述方案取得了良好的效果，完成了预期目标。试验结果表明本文给出的无线传感器网络节点设计具有一定的实用价值。关键词：无线传感网络节点Contiki操作系统GPRSMACI武汉工程大学硕士学位论文IIAbstractAbstractWiththedevelopmentofsociety,theapplicationsbasedonwirelesssensornetworkgetbroader.Theba

7、ckgroundofthispaperistheprojectofWSNnodedevelopmentandnetworkingapplicationandthetaskistodesignandachieveasensornodewithhighperformanceandlow-powerconsumption.Thesolutionisproposedfromhardwareandsoftwarelevelrespectivelybyanalyzingdetailedrequirementsoftheproject.As

8、forthehardwarelevel,thispaperuses16low-powerTexasInstrumentsMSP430F1611chipandChipconCC1100radiofrequencychiptodesignandimplementtheWSNnod