基于ARM9无线监控网络系统的设计与实现

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1、编号：　　　9　校级大学生创新性实验计划项目申报书项目名称：基于ARM9无线监控网络系统的设计申请者：凌勇所在院系：电子科学与技术学院专业年级：2007级电子信息工程指导教师：梁栋起止时间：2010年7月——2011年6月联系电话：13856060230电子信箱：lingyong8808@qq.com申报时间：2010年5月安徽大学教务处制表项目名称基于ARM9无线监控网络系统的设计申请经费2600元起止时间2010年6月—2011年6月负责人学号姓名年级所在院系、专业联系电话E-mailP107141

2、18凌勇07级电子学院电子信息工程13856060230lingyong8808@qq.com参加成员P50814102徐鹏飞08级电子学院电气工程15056903559xupengfei1990@126.comP10714135黄伟07级电子学院电子信息工程15805512446huangwei3536@yahoo.cn指导老师姓　名职　称所在院系联系电话E-mail梁栋教授电子科学与技术学院13956099318dliang@ahu.edu.cn王发牛讲师电子科学与技术学院13956950540fn

3、wang@ahu.edu.cn杨宗立讲师电子科学与技术学院15855127804yzl_04116@163.com安徽大学讲师一、项目申请理由研究的目的、意义及国际背景：无线监测已然引起了世界各国军事部门、工业界和学术界的极大关注。美国军方有包括C4KISR计划、SmartSensorWeb、灵巧传感器网络通信、无人值守地面传感器群、传感器组网系统、网状传感器系统CEC等研究。美国Intel公司在2002年进行了基于微型传感器网络的新型计算发展规划。NSF于2003年制定了传感器网络研究计划。美国Dus

4、tNetworks和CrossbowTechnologies等公司研究的“智能尘埃、Mote”已进入应用测试。在英国、日本、意大利等国家，已经开展了该领域的研究工作。2002年中国科学院率先进入该研究领域，中科院研究生院无线传感器网络实验室独立开发的具有自主知识产权的3DP无线传感器网络核心通信协议，其传输可靠性，抗干扰性、低能耗性等重要指标优于Zigbee等国际主流核心协议，为无线传感器网络技术的实际应用提供了坚实的理论与技术保障。目前国内外的研究成果包括无线监测结点的硬件设计、操作系统、网络路由技术

5、、节能技术、覆盖控制技术，网络体系结构路由及数据分发、链路层协议WSN和IPv6的结合、数据的采集捕获技术、融合处理技术和数据库技术、功耗管理、定位技术、安全、适合WSN的软件开发环境和软件工具、模拟器、应用系统的开发等。而目前国内外基于无线传感网络的研究已经具体到电源管理与功耗控制、位置辨识、信息处理与传输效率通讯协议等等诸多方面。而在此期间，包括标准Zigbee算法的建立、Strogatz，Mirollo模型的提出、M2M理念的提出、无线传感器网络时间同步的完善、IEEE批准了IEEE1451系列标

6、准的通过等等无疑使得WSN这一影响人类发展的关键技术将更加纯熟。本次研究之所以选择以无线监测网络拓扑结构为基础，是因为其优良的自适应性。本网络采用自适应性路由协议，是因为节点是非定位的，需要随着监测对象的移动或改变而随时发生相适应的改变。这就要求我们采取可增添或减少节点的路由协议。也因为无线监测网络的体系结构、节点构成以及协议构成，这就要求我们从节点硬件设计和网络管理方面进行低能耗的设计。基于以上技术需要，我们要设计一套适用于动态节点无线监控网络的路由协议，在数学建模思想基础上采用自适应通信协议算法，实

7、现在最短时间内寻找并管理各节点。使得这种随着监测环境、监测对象、监测时间变化而拓扑结构发生变化的无线网络，具有随机路径选择能力。当有多条路径可以进行信息传递时，系统可以根据整个网络的能量消耗进行平衡，从多条路径中选择最适合的路径。这样的设计思路，也正好解决了节点可以移动，而这样的可移动节点也必须采用电池供电，而电池供电就要求整个节点低功耗从而限制了无线收发模块的传输距离的诸多弊端。再次，由于节点的多样性（传感器的多样性），使得本系统不光是应于电红外，声音数据的采集，也能延展到温度，湿度，压力等数据的收集

8、，从而实现火警报警，干旱报警，压力报警等。由于节点的优越性，本系统几乎能应用与所有复杂的环境中，解决了以往无线传感由于地域，环境等因素造成应用限制的弊端。最后，本系统终端是基于ARM9的嵌入式系统，采用Qt/Dmbedded编写的人性化GUI控制界面，通过触摸显示屏实现人性化人机交互。其便携式的终端和可移动的节点使得监控网络更具有灵活性。申请人自身条件:凌勇：担任学校电子学院创新实验室管理员，做过校级创新实验项目，参加过2009年全国大学生