文档介绍：摘要随着无线通信技术的发展和社会生活生产对无线数据传输需求的日益增长,涌现出一大批优秀的无线协议栈。这些无线协议栈在不同的应用背景和领域,起着举足轻重的作用。无线协议栈与传感器技术相结合,促进了无线传感器协议栈的迅猛发展,使得无线传感器在军事国防,环境检测,生物医疗,工农业控制等诸多领域有着广泛的应用前景。本文针对常见的工业短距离监测控制应用领域,通过对大量无线协议栈的对比分析和研究,吸取各种优秀协议栈的精华,特别是楹虲耐避和节能的思想,分析能量浪费和碰撞发生的原因,设计了一种更低成本,更低功耗的工业无线传感器协议栈,即超低功耗无线传感器协议栈。文中详细给出了超低功耗无线传感器协议栈的具体内容和实现步骤,并对协议栈进行理论建模分析,对比纯椋氐阊檎檎辉谂鲎哺怕剩吐量和能耗这三个方面性能上的提高。最后针对超低功耗无线传感器协议栈设计出一款适用于测量工厂锅炉,窑炉等高温环境的无线测温系统。关键词:无线传感器协议栈超低功耗
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⒄购陀τ帽尘过去的年,无线通信取得了极为不平凡的成绩,尤其是移动语音通信发生了爆炸式的发展,从过去的一个微小的利基市场发展成为我们日常生活中的不可分割的一部分。如今无线通信无处不在,并处于高速发展时期。在本小节,我们将简单回顾一下无线通信的发展历史和其应用背景。电话时线:通信传真体管商业电点播高翊:球网私蛲商斥卫星调器步讵单工联舞无缎无线图无线通信发展历史进程
的麦克斯韦方程组,形成了电磁波理论。海因里希噜道夫赫兹图给我们描述出无线通信的发展历史进程【俊暌郧埃饴追⑾志电荷之间所遵循的力学定律与牛顿引力定律相似,并且指出组成磁性材料的磁荷也同样遵循这一定律。年,奥斯特鄄斓降缌鞑帕Γ才喽这个规律进行了量化,法拉第在前人的基础上建立了变化的磁场产生电场的定律。麦克斯韦在他的电磁理论专著《电磁学通论中提供了一系列描述电磁场时间和空间特性的方程式,也就是著名用实验验证了麦克斯韦理论,这也直接导致了马克尼的无线电报和无线广播的发明。接下来的几十年,无线通信进入了高速发展和应用时期。无线广播和电视的产生,第二次世界大战中便携步话机的诞生,蜂窝技术的构想和实现,造就了我们今天的广域语音和无线局域网技术。而人类的第一颗人造地球卫星的成功发射是无线通信史上又一个崭新的里程牌。今天无线通信技术对更多业务的支持能力在不断增长,通信系统的可靠性在不断加强,而设备造价和尺寸在不断缩小。同时无线通信类别也随着应用背景的不同而变得多种多样。图对我们当前所采用的无线技术进行分类,并根据系统的输出和用户的移动性进行了分组。图的左侧是有限移动的固定位置系统,右侧是具有更高移动性的系统。如图所示,无线通信家庭成员可根据其移动能力粗略分为固定位置系统,局域系统和广域系统。固定位置系统,一般支持高增益静态天线和接入电网,因此具有高信噪比和长视距下提供大吞吐量的优点。局域系统与固定系统不同,它超低功耗无线传感器协议栈删古临移动性图无线通信技术分类
,⒄骨魇是通过系统之间的设备相互邻近来获得高吞吐率的,并允许无线设备可在规定的某范围内自由移动。典型的应用如基于奈尴呔钟蛲低场9阌蛳低与局域系统刚好相反,它是通过牺牲吞吐量来获得更远的通信距离,更小型化的设备,更好的用户移动性以及更大的信号覆盖范围。广域系统的典型应用是蜂窝移动通信。在讨论无线系统媒体访问控制之前,我们有必要回顾一下普通无线电系统的优缺点,这对我们确定系统设计的方案有很大帮助。的通信条件下2⑶艺庵中藕潘ゼ跚慷扔胪ㄐ糯跃嗬氲钠椒匠烧龋庖簿痛理论上限制了无线信号的传播距离;其次,传播路径上的障碍物ù笃肿同样会对无线电波进行衰减;再次,经过不同传播路径传播的无线电波信号,到达接收机时因为时间偏移的不同而产生多径衰减;此外还有,多个发射机共享同一媒介,发射的无线电波信号同时到达接收机时所造成的碰撞和干扰。这也是这篇论文研究的重点。最后还有无保护介质中的窃听,拦截,攻击等影响无线通信安全隐患也是我们所要面对的问题。但此这篇论文因为应用背景的需求,不涉及无线通信安全性的问题⋯【到。无线通信系统相对于传统的有线通信系统,虽然有它自身固有的缺点,但是同样也有有线通信系统所不能比拟的优点,比如说,第一,无线通信系统具有灵活的部署,不需要任何物理连接媒介;第二,无线通信系统提供移动性的选择。随着研究的深入和科技的进步,无线通信系统得到了高速的发展,使得它的应用越来越广泛,功能越来越强大,可靠性以及吞吐量也越来越高,无线通信系统相对于有线通信系统的优势也就越来越明显。越来越多的工业控制领域采用无线通信系统代替传统的有线通信系统,使得无线传感器协议栈的研究和发展取得了较大