基于sx1276的扩频无线联网信息采集系统

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1、Cxmsm密级：公开3D论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于SX1276的扩频无线联网信息采集系统InformationCollectionSystemofWirelessSpreadSpectrumNetworkingBasedonSX1276培养单位：电气与电子工程学院专业领域：电气工程研究生：付亚飞指导教师：杨庆芬教授校外教师：韩志军高工二○一六年五月独创性声明本人声明所呈交的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，除了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，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教

2、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。签名：日期：摘要随着无线技术的进步，无线传感器网络快速发展，被广泛应用在生态环境检测和预报、交通管理、医疗系统和健康护理、信息家电设备、农业、建筑状态监控等领域。尤其是扩频通信技术的进步，使无线传感器网络得到了进一步的发展。无线传感器网络操作系统在无线传感器网络中起到支撑的作用，许多大学和科研机构推出了自己的无线传感器操作系统，比较著名的主要包括[1]TinyOS、SOS、CORMOS、MantisOS、Contiki、kOS等。其中Contiki是基于

3、事件驱动的，具有完善的网络功能的针对无线传感器网络的操作系统。Contiki[2]支持多线程，采用C语言编程，易于移植等优点使其迅速发展壮大。本文采用支持扩频通信技术的SX1276射频芯片设计无线模块。节点设计分为两种，末端节点和数据采集器。末端节点只具有数据采集以及数据上传功能，一般挂载在数据采集器下，工作量小，可以采用电池供电。数据采集器比起末端节点多了数据中继的功能。此类节点采用超低功耗的MSP430系列微处理器设计。数据集中器的功能为数据收集、处理、以及存储。此类节点任务多，不仅要采集挂载在其下节点的传感器的数据，还要负责数据处理与上位机通信。在数据采集完成

4、后，此类节点还要负责数据的存储。为了扩大网络的覆盖范围，此类节点还具有数据中继的功能。如果有其它数据集中器向其发送续传数据包则其把数据包传寄给下一节点，直到数据到达目的节点。在节点中设计的传感器主要包含温度传感器，湿度传感器以及图像传感器。节点操作系统均采用Contiki，无线组网采用Contiki中的Rime协议栈。在下位机程序编程之前首先需要完成Contiki的移植以及Rime协议栈驱动代码的编写。在完成两部分工作之后，分别编写了针对末端节点以及数据集中器节点的代码。总监控上位机采用PC，上位机采用C#编写，通过串口与无线数据收发器相连即可完成与整个网络的连接。

5、上位机采用一简单的通信协议完成与下位机的通信。上位机主要负责数据的采集以及显示功能。关键词：无线传感器网络，扩频通信，射频模块，Contiki，c#AbstractWiththeimprovementofwirelesstechnology,wirelesssensornetwork(WSN)developsrapidlyanditisusedwidelyinthefieldofdetectionandforecastinecotope,trafficmanagement,medicalsystemandhealthcare,informationappliance

6、s,agriculture,structurehealthmonitoringandsoon.WSNhasgotfurtherdevelopmentbecauseoftheadvancesofspreadspectrumcommunication.WSNoperatingsystem(WSNOS)isanimportantsupportingfunctionofWSN.ManyuniversitiesandscientificresearchinstitutionsestablishedWSNOSofthemselves.TherearesomefamousWSNO

7、SsuchasTinyOS、SOS、CORMOS、MantisOS，Contiki、kOSandsoon.Contikiconsistsofanevent-drivenkernelontopofwhichapplicationprogramsaredynamicallyloadedandunloadedatruntime.Itpossessesperfectnetworkfunction.Theadvantagesofsupposingmulti-thread,writteninclanguageandeasytotransplantmakeitdevelopr