本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)低功耗研究

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種自組網(wǎng),其節(jié)點(diǎn)按照一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行組織,通常被隨機(jī)播撒在待測區(qū)域內(nèi),節(jié)點(diǎn)數(shù)量很大,密度很高,節(jié)點(diǎn)體積小,攜帶的能量非常小并且資源有限,因此在節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行低功耗設(shè)計和研究有十分重要的意義。本文介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,對節(jié)點(diǎn)的能量損耗環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析,并提出各種降低系統(tǒng)功耗措施,分為硬件和軟件兩個方面。硬件方面結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能要求,對組成節(jié)點(diǎn)的各個模塊,包括:處理器模塊、通信模塊、傳感器模塊和電源模塊進(jìn)行了能耗分析。節(jié)點(diǎn)的功耗損失主要在處理器和無線收發(fā)模塊上,因此硬件設(shè)計上主要是這兩個模塊的選擇。比較分析各種芯片后,選擇S3C6410處理器和CC2530射頻芯片作為節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理和通信核心;給出了各個模塊電路的設(shè)計方案,設(shè)計了通信模塊與處理器模塊的接口電路。對節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)可以采取的低功耗軟件措施主要包括采用定時器中斷來使節(jié)點(diǎn)周期性的進(jìn)入睡眠狀態(tài),同時采用動態(tài)的電源管理,引入動態(tài)電壓調(diào)節(jié)-DVS(Dynamic Voltage Scaling)節(jié)能技術(shù)改造了最早截止時間優(yōu)先算法EDF(Earliest Deadline First)調(diào)度模型,在周期性任務(wù)集中,根據(jù)任務(wù)間存在約束關(guān)系來調(diào)度任務(wù)優(yōu)先級,根據(jù)任務(wù)屬性對其中的可降壓任務(wù)插入DVS操作,分別針對整個任務(wù)集共用一個最終時限和任務(wù)集中不同的任務(wù)有不同最終時限的情況得出不同的調(diào)度方法。同時按照上述設(shè)計制作了節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行了一系列的實驗,設(shè)計的節(jié)點(diǎn)具有低功耗、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),給出的低功耗措施可以延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的使用壽命,基本滿足了應(yīng)用需要。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 低功耗傳感器節(jié)點(diǎn) DVS EDF
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 發(fā)展趨勢11-12
• 1.3 本文研究內(nèi)容12-13
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗分析13-20
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述13-15
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組成14-15
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗分析15-17
• 2.2.1 處理器模塊能量消耗分析15-16
• 2.2.2 無線通信模塊能耗分析16-17
• 2.2.3 傳感器模塊能耗分析17
• 2.2.4 電源模塊能耗分析17
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗技術(shù)17-19
• 2.3.1 硬件設(shè)計低功耗17
• 2.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)低功耗17-18
• 2.3.3 無線通信技術(shù)18
• 2.3.4 通信協(xié)議低功耗18-19
• 2.4 小結(jié)19-20
• 第三章 DVS的多任務(wù)節(jié)能調(diào)度研究20-32
• 3.1 DVS技術(shù)20-21
• 3.2 DVS與任務(wù)調(diào)度結(jié)合技術(shù)21
• 3.3 基于DVS的多任務(wù)調(diào)度模型21-30
• 3.3.1 任務(wù)調(diào)度21-22
• 3.3.2 EDF調(diào)度算法22-24
• 3.3.3 無約束關(guān)系任務(wù)的節(jié)能模型24-26
• 3.3.4 有約束關(guān)系任務(wù)的節(jié)能模型26-30
• 3.4 仿真分析30-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 無線傳感器低功耗節(jié)點(diǎn)設(shè)計32-44
• 4.1 節(jié)點(diǎn)硬件系統(tǒng)中處理器模塊低功耗設(shè)計32-35
• 4.1.1 S3C6410處理器特點(diǎn)33-34
• 4.1.2 S3C6410低功耗控制和系統(tǒng)工作模式34
• 4.1.3 處理器外圍電路34-35
• 4.2 無線通信模塊35-38
• 4.2.1 射頻芯片的選型35-36
• 4.2.2 CC2530芯片主要特點(diǎn)和工作原理36
• 4.2.3 通信模塊與處理器模塊的接口電路36-38
• 4.3 匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)計38
• 4.4 節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計原則38-39
• 4.5 節(jié)點(diǎn)軟件低功耗設(shè)計39-40
• 4.6 動態(tài)電源管理40
• 4.7 休眠調(diào)度機(jī)制40-41
• 4.8 實驗及分析41-43
• 4.9 小結(jié)43-44
• 結(jié)論44-45
• 參考文獻(xiàn)45-49
• 發(fā)表文章目錄49-50
• 致謝50-51

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1 單嫻;;油田企業(yè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)精細(xì)化管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計[J];中國管理信息化;2009年19期

2 司衛(wèi)國;;基于網(wǎng)絡(luò)性能變化梯度的通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要程度評價方法[J];硅谷;2011年15期

3 任楓軒;李偉;;嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計[J];國外電子測量技術(shù);2008年06期

4 鄢鋒;桂衛(wèi)華;胡志坤;馮懷成;;一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通信控制的心跳模型[J];信息與控制;2008年05期

5 甘泉;寧光芳;;目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在集群式攻擊下的損傷評定方法[J];計算機(jī)仿真;2014年05期

6 ;冠遠(yuǎn)協(xié)助Rapid　Link擴(kuò)展IP網(wǎng)[J];通信世界;2000年16期

7 趙金樓;齊英;;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的動態(tài)性與組織數(shù)據(jù)關(guān)系重組[J];科技進(jìn)步與對策;2007年12期

8 黃書強(qiáng);張震;周繼鵬;;無線Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聚類屬性分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年02期

9 王霞;陳潔;;混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)覆蓋優(yōu)化[J];計算機(jī)仿真;2013年04期

10 李景格;莊軍;張楠;;無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)最優(yōu)化配置研究——以河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)配置為例[J];石家莊職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2012年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳國鋒;何海;何鋒;廖理;黃景元;王航;吳錦虹;于曉剛;;光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的一些影響因素[A];全國第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

2 胡榮春;姚遠(yuǎn)程;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布式分層定位方法[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

3 馮琳;劉國田;石雷;張本宏;;基于ZigBee的無線家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計[A];計算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展——全國第17屆計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

4 李春蓉;陳紅陽;鄧平;徐勇軍;;一種改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位算法[A];第四屆中國測試學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

5 董晨華;袁慎芳;吳鍵;;用于結(jié)構(gòu)疲勞測試的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計[A];2010航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

6 劉燕;張瑞華;蘇令永;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

7 孟令軍;夏善紅;;用音頻信號實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間距測量[A];第十屆全國敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

8 方文斌;劉娜靜;;基于多模融合的分布式層疊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可達(dá)性研究[A];2008通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十三屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2008年

9 仲峰;劉從新;何科;朱榮臻;;基于ARM的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計[A];'2006系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

10 陳梅;喬玉偉;倪偉;;一種低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集（3）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 趙悅;國內(nèi)首個國際光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開通[N];中華建筑報;2006年

2 劉慶;“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)式”指揮芻議[N];解放軍報;2007年

3 劉東;IPv6走進(jìn)現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)[N];計算機(jī)世界;2003年

4 木魚;去你的線纜 現(xiàn)在流行玩無線網(wǎng)絡(luò)[N];中國計算機(jī)報;2004年

5 中科院計算所 徐朝農(nóng) 趙磊 徐勇軍;設(shè)計一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)[N];計算機(jī)世界;2005年

6 周曉波 本報記者 劉建偉;一場對抗戰(zhàn) 幾多新景觀[N];解放軍報;2012年

7 本版撰稿 小飛 龔勝;無線上網(wǎng)也設(shè)防 黑客靠邊[N];中國計算機(jī)報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 龍承志;能量有效的異質(zhì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)作問題研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

2 葉阿勇;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安全定位[D];西安電子科技大學(xué);2009年

3 石琴琴;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位系統(tǒng)及其算法研究[D];上海交通大學(xué);2009年

4 劉方斌;Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)匿名保護(hù)的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧雅莉;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)匹配問題的數(shù)學(xué)建模及進(jìn)化求解[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 任曉龍;網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要性排序算法及其應(yīng)用研究[D];杭州師范大學(xué);2015年

3 蔡建榮;交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)重要度評估方法研究及其應(yīng)用[D];長沙理工大學(xué);2014年

4 楊樂;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)及能量獲取系統(tǒng)設(shè)計[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 王s，

本文編號：831543