无线综合实验报告2

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1、无线测试系统综合实验实验报告学号姓名学院机械工程学院实验日期实验目的图1:无线传感器网络无线传感器网络（WirelessSensorNetwork）（见图1）,当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。这种传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实吋监测、感知、采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽、准确的信息,传送到需要这些信息的用户。它市部署在检测区域内大量的传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的

2、口组织的网络系统。其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。它分为如下三种网络形式：星形网络，网状网络节点有三种拓扑结构，如图2中所示。星状网拓扑结构中所有节点都与基站和网关进行双向通信（图2中A图）。基站可以是一台PC、PDA、专用控制设备、嵌入式网络服务器，或其它与高数据率设备通信的网关,网络中各节点基本相同。除了向各节点传输数据和命令外，基站还与互联网等更高层系统之间传输数据。各节点将基站作为一个屮间网络点，相互之间并不传输数据或命令。网状拓扑结构所有节点都相同，而且直接互相通信，与基

3、站进行数据传输和命令传输（图2中B图），网状网的每个节点都有多条路径到达网关或其它节点，因此它的容错能力较强。混合网力求兼具星状网的简洁和低功耗以及网状网的长传输距离和口愈性等优点（图2屮C图)。在混合网屮，路由节点和屮继节点组成网状结构,图2：无线传感器网络结构无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术，可以广泛应用于GF军事、国家安全、环境科学、交通管理、灾害预测、医疗卫生、制造业、城市信息化建设等领域。国际上比较有代表性和影响力的无线传感网络实用和研发项目有遥控战场传感器系统(RemoteBattle

4、fieldSensorSystem,简称REMBASS-伦巴斯)、网络中心战(NCW)及灵巧传感器网络(SSW))、智能尘(smartdust)、lntel?Mote、Smart-lts项目、SenslT^SeaWeb>行为习性监控(HabitatMonitoring)项目、英国国家网格等。民用方面，美日等发达国家在对该技术不断研发的基础上在多领域进行了应用。我国现代意义的无线传感网及其应用研究几乎与发达国家同步启动，1999年首次正式出现于中国科学院《知识创新工程试点领域方向研究》的信息与自动化领域研究报告中，作为该领域提

5、出的五个重大项目之一。随着知识创新工程试点工作的深入，2001年川科院依托上海微系统所成立微系统研究与发展屮心，引领院内的相关工作，并通过该屮心在无线传感网的方向上陆续部署了若干重大研究项目和方向性项目，参加单位包括上海微系统所、声学所、微电子所、半导体所、电子所、软件所、屮科大等十余个校所，初步建立传感网络系统研究平台，在无线押能传感网络通信技术、微型传感器、传感器节点、簇点和应用系统等方面取得很大的进展，2004年9月相关成果在北京进行了大规模外场演示，部分成果己在实际工程系统中使用国内的许多高校也掀起了无线传感器网络的

6、研究热潮。清华大学、中国科技大学、浙江大学、华屮科技大学、天津大学、南开大学、北京邮电大学、东北大学、西北工业大学、西南交通大学、沈阳理工大学和上海交通大学等单位纷纷开展了有关无线传感器网络方血的基础研究工作。一些企业如中兴通讯公司等单位也加入无线传感器网络研究的行列。二'实验原理无线传感器特点：1、传输距离。由于采用专用高频电路板材，合理的阻抗匹配，在相同的电池供电及功率消耗下，节点的通信距离编程可调0~100m,有效距离达50M以上，适合大部分短距离无线传感器网络应用要求。2、功耗低。元器件采用低功耗器件，在使用低功耗通

7、信协议栈吋，在睡眠状态，电流仅为5mA,在掉电节能模式下，电流更是只有110UA左右。节点使用2节AA电池即可正常工作。3、使用方便。节点每个都有串口和JTAG口，都可以对每个节点方便地进行编程，不需要复杂的编程环境；另外每个节点都可以直接接到计算机上，充当SINK节点，同样不需要专门定制的接口板，十分方便。4、软件资源。为了扩展产品的适用范围，有兼容目前WSN领域最主流的802.15.4规范的协议栈，开发语言是C,易于开发与相互共享交流，完全可以成为我们公共的平台。总体架构见图3,它市传感器模块、处理模块、无线通信模块和能

8、量供应模块四个部分组成。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换，在一个节点提供了可扩展不同传感器的接口，所以可能包括多种传感器器件；处理模块负责控制整个传感器节点的处理操作、存储和处理本身采集的数据和其它节点发来的数据，包括了数据安全、通信协议、同步定位、功耗管理、任务管理等等；无线