文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
2420的无线传感器网络系统设计与实现
姓名:张东波
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:汪文勇
20070601
摘要近几年随着无线通信技术、传感器技术、信息采集和处理技术的飞速发展,出现了低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器节点。无线传感器网络是随着传感器节点的发展而兴起的计算机科学技术的一个新的研究领域,它是由一组无线传感器节点通过方式构成的无线网络,综合传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,并传送到需要这些信息的用户处。这种无线网络系统被广泛地用于国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、医疗卫生、制造业、反恐救灾等领域,具有十分巨大的发展潜力,引起了学术界和工业界的高度重视。鉴于无线传感器网络的巨大应用前景,本文依托国家发改委“无线传感器网络节点”项目,设计和实现了基于的无线传感器网络系统,整个系统由控制中心、网关节点和若干普通节点组成。分布在环境中的各传感器节点能够根据不同应用感知多种信息,并通过之前建立起来的网络拓扑将数据发送到监控本文首先介绍了无线传感器网络的研究背景、应用价值及国内外研究现状,分析了无线传感器网络的特点,然后在此基础上设计和实现了整个无线传感器网络系统。本课题的特色和意义在于提出了适用于基于虲奈尴传感器网络节点的通信协议,并对其通信协议和操作系统调度算法进行了改进,使之更适合于现有硬件平台,从而能更好地保证节点间通信的成功率和正确性。本课题创新点体现在:谝訣作为魑I淦的?樾酒挠布教ㄉ希设计了与之适应的通信协议,并实现了整个网内节点的方式通信。ü晕尴叽ǜ衅魍绮僮飨低车难芯浚岢隽艘恢只谟畔燃兜鞫鹊任务调度算法。ü粤绰凡阈榈难芯浚杓坪褪迪至耸屎细闷教ǖ陌ㄗ远肭笾传、Q椤⒌刂肥侗鸷图蚧腃疌饶?榈牧绰凡慊啤关键词:无线传感器网络,,任务调度,/中心。
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繇殛丝一吼押年滤耆签名:班垒:蝰日期:和独创性声明关于论文使用授权的说明作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教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本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:确的说明并表示谢意。
第一章引言无线传感器网络的基本概念无线传感器网络琖怯刹渴鹪诩嗖馇蚰诖罅的廉价微型传感器组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知,采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,并发送给观传感器网络的三要素是传感器、观察者和感知对象。传感器由电源、感知部件、嵌入式处理器、存储器、通信部件和软件这几部分构成。观察者是传感器网络的用户,是感知信息的接受和应用者。观察者可以是人,也可以是计算机或其他设备。感知对象是观察者感兴趣的监测目标,可以是湿度、温度、光、压力等。无线传感器网络将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起,改变人类与自然界的交互方式。人们可以通过传感器网络直接感知客观世界,从而极大地扩展现有网络的功能和人类认识世界的能力无线传感器网络通常包括传感器节点和管理节点。如图荆罅看ǜ衅鹘诘闼婊渴鹪诩嗖馇内部或附近,这一过程可以通过飞行器撒播、人工埋置和火箭弹射等方式完成。撒放后的传感器节点进入到自检启动的唤醒状态,在簇首节点的引领下,建立起路由拓扑,之后传感器节点采集并记录周围感兴趣的环境信息,沿着之前建立好的路由拓扑路径逐跳进行传输,在传输过程中数据可能被多个节点处理,经过单跳或者路由多跳后传输到汇聚节点,汇聚节点通过串口将数据传送到网关节点进行集中处理。在本课题中网关节点用充当,网关节点再连接到基于的鞲赏希嗫刂行拇覥上获取数据,并完成对数据的融合、展示、预测、以及决策,从而对整个网络进行协调和控制。察者。⒒憔劢诘
无线传感器网络的特点其中虚线部分表示符合标准的无线通信线路。目前常见的无线网络包括移动通信网、无线局域网、蓝牙网络、等,与这些网络相比,无线传感器网络具有以下特点【:绻婺4传感器网络中,在监测区域通常需要部署大量传感器节点,传感器节点数量可能达到成千上万,甚至更多。此外传感器网络可