本文關鍵詞：基于TinyOS的無線傳感器系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

  更多相關文章： 無線傳感網(wǎng) TinyOS AT86RF212 數(shù)據(jù)采集

【摘要】：近年來,隨著傳感器技術的不斷發(fā)展,分布式處理技術的日益成熟,結合嵌入計算技術與通信技術的快速進步,無線傳感網(wǎng)的發(fā)展越發(fā)強勁。越來越多的科研人員正投身于傳感器網(wǎng)絡的研究當中。然而目前國內(nèi)研究階段的大多數(shù)的無線傳感器節(jié)點在實際的應用中存在一些限制和約束,如通信能力不佳,處理性能薄弱,開發(fā)方式落后,使其無法應對日益復雜的應用要求。針對以上問題,本文從硬件和軟件兩個方面著手解決。硬件上,經(jīng)過合理的硬件芯片選型搭建了一個傳感器硬件節(jié)點平臺,采用微控制器MSP430F5419A作為節(jié)點的核心處理模塊,以提高節(jié)點的計算處理能力;為了有效提高傳感器節(jié)點的無線通信能力,實現(xiàn)遠距離的無線傳輸,選擇發(fā)射功率大,接收靈敏度高,且能夠工作于780MHz的AT86RF212作為無線射頻模塊;以SHT11、TSL2561作為節(jié)點的溫濕度和光照度采集模塊實現(xiàn)靈敏可靠的數(shù)據(jù)采集。在此基礎上對各個模塊進行了詳細的電路設計;面對硬件編程復雜,開發(fā)效率低的問題,提出將TinyOS無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)應用于節(jié)點之上,針對TinyOS相應地移植了各硬件模塊的驅(qū)動代碼,分析研究了系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡服務和網(wǎng)絡協(xié)議�；谏鲜鯰inyOS平臺,統(tǒng)一編寫了匯聚節(jié)點與傳感器節(jié)點的應用程序,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集和多跳傳輸。同時,使用Python和QT編寫了上位機軟件與用戶交互,實現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的展示和告警。最后,在實際環(huán)境中測試了該節(jié)點的數(shù)據(jù)采集功能、無線傳輸性能以及網(wǎng)絡性能,表明其可以切實實現(xiàn)靈敏可靠的信息采集,具有較遠的無線傳輸距離和較強的網(wǎng)絡自組織自愈能力。
【關鍵詞】：無線傳感網(wǎng) TinyOS AT86RF212 數(shù)據(jù)采集
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景8-10
• 1.2 本文主要研究工作及章節(jié)安排10-12
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)12-24
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡12-15
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構12-13
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點13-14
• 2.1.3 操作系統(tǒng)的設計要求14-15
• 2.2 現(xiàn)有無線傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)的比較與分析15-18
• 2.2.1 幾種典型的無線傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)15-17
• 2.2.2 TinyOS與其他操作系統(tǒng)的比較17-18
• 2.3 TinyOS操作系統(tǒng)相關技術分析18-23
• 2.3.1 TinyOS硬件抽象架構19-20
• 2.3.2 TinyOS下nesC編程20-21
• 2.3.3 TinyOS應用開發(fā)流程21-22
• 2.3.4 搭建TinyOS開發(fā)環(huán)境22-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第三章 無線傳感器節(jié)點硬件平臺24-35
• 3.1 硬件平臺設計要求24-26
• 3.1.1 無線傳感器節(jié)點的硬件結構24-25
• 3.1.2 無線傳感器節(jié)點設計要求25-26
• 3.2 節(jié)點整體設計方案26-28
• 3.3 各模塊特點與電路設計28-34
• 3.3.1 微控制器模塊28-30
• 3.3.2 無線射頻模塊30-32
• 3.3.3 溫濕度傳感器模塊32-33
• 3.3.4 光照度傳感器模塊33-34
• 3.3.5 其它模塊34
• 3.4 本章小結34-35
• 第四章 無線傳感器節(jié)點系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)35-54
• 4.1 硬件層驅(qū)動移植35-43
• 4.1.1 微控制器驅(qū)動移植35-37
• 4.1.2 射頻驅(qū)動移植37-41
• 4.1.3 溫濕度傳感器驅(qū)動實現(xiàn)41-43
• 4.1.4 光照度傳感器驅(qū)動實現(xiàn)43
• 4.2 網(wǎng)絡層路由協(xié)議43-48
• 4.2.1 匯聚服務44-45
• 4.2.2 CTP協(xié)議45-46
• 4.2.3 CTP實現(xiàn)46-48
• 4.3 應用層程序設計48-51
• 4.3.1 節(jié)點程序總體設計48-49
• 4.3.2 各功能模塊設計49-51
• 4.4 上位機軟件設計51-53
• 4.4.1 上位機界面設計51-52
• 4.4.2 串口通信設計52-53
• 4.5 本章小結53-54
• 第五章 系統(tǒng)性能測試與分析54-61
• 5.1 數(shù)據(jù)采集測試54-55
• 5.2 傳輸距離測試55-58
• 5.3 網(wǎng)絡性能測試58-60
• 5.4 本章小結60-61
• 第六章 總結與展望61-63
• 6.1 論文總結61-62
• 6.2 工作展望62-63
• 參考文獻63-66
• 附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文66-67
• 附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目67-68
• 致謝68

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本文編號：863285