摘要：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)感知和采集處理周邊環(huán)境中的物質(zhì)現(xiàn)象。本文設(shè)計(jì)了以8位AVR單片機(jī)ATmega128L為核心,結(jié)合外圍傳感器和2.4GHz無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2420構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò);微型節(jié)點(diǎn);單片機(jī)引言無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）由隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點(diǎn),通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),傳感器網(wǎng)絡(luò)具有分布式處理帶來(lái)的監(jiān)測(cè)高精度、
摘要：無(wú)線(xiàn)
傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)感知和采集處理周邊環(huán)境中的物質(zhì)現(xiàn)象。本文設(shè)計(jì)了以8位AVR單片機(jī)ATmega
128L為核心,結(jié)合外圍傳感器和2.4GHz無(wú)線(xiàn)收發(fā)
模塊CC2420構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)。
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關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò);微型節(jié)點(diǎn);單片機(jī)
引言
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）由隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點(diǎn),通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),傳感器網(wǎng)絡(luò)具有分布式處理帶來(lái)的監(jiān)測(cè)高精度、高容錯(cuò)性、大覆蓋區(qū)域、可遠(yuǎn)程監(jiān)控等眾多優(yōu)點(diǎn),成為近期國(guó)際上網(wǎng)絡(luò)研究的重要熱點(diǎn)之一。
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)是一次性的,要求節(jié)點(diǎn)成本低廉和工作時(shí)間盡可能長(zhǎng)。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)中不應(yīng)該存在專(zhuān)門(mén)的路由器節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是終端節(jié)點(diǎn),又是路由器節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)間采用移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來(lái),并采用多跳的路由機(jī)制進(jìn)行通信。因此,在單個(gè)節(jié)點(diǎn)上,一方面硬件必須低能耗,采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式;另一方面軟件必須支持多跳的路由協(xié)議。IEEE 802.15.4/ZigBee協(xié)議充分考慮了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求,是目前被業(yè)界普遍看好的一種無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議。基于這些基本的思想,本文設(shè)計(jì)了以高檔8位AVR單片機(jī)ATmega128L為核心,結(jié)合外圍傳感器和2.4GHz無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊CC2420的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn),并在實(shí)際中得到了應(yīng)用。
微型節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)
無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、
數(shù)據(jù)傳輸單元和
電源管理單元4部分組成,如圖1所示。數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,本設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)采集單元包括了溫度、濕度、光強(qiáng)度、加速度和大氣
壓力傳感器;數(shù)據(jù)處理單元負(fù)責(zé)控制整個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理操作、路由協(xié)議、同步定位、功耗管理、任務(wù)管理等;數(shù)據(jù)傳輸單元負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信,交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù);電源管理單元選通所用到的傳感器,節(jié)點(diǎn)電源由兩節(jié)1.5V堿性
電池組成,今后將采用微型紐扣電池,以進(jìn)一步減小體積。為了調(diào)試方便及可擴(kuò)展性,將數(shù)據(jù)采集單元獨(dú)立出來(lái),做成兩塊能相互套接的可擴(kuò)展主板。
圖1無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)微型節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖
微型節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)處理單元
本設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)處理單元選用Atmel公司的ATmega128L微控制器,它是采用低功耗COMS工藝生產(chǎn)的基于RISC結(jié)構(gòu)的8位微控制器,是目前AVR系列中功能最強(qiáng)大的單片機(jī)。A
