基于CC2530无线传感器网络节点设计.pptx

基于CC2530的无线传感器网络节点设计;第一节 无线传感器网络;· 无线传感器网络与Internet的区别： Internet构成了逻辑上的信息世界，改变了人与人之间的沟通方式。而无线传感器网络就是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 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知世界的能力。无线传 感器网络是大规模的网络，自组织的网络，动态 性的网络，可靠性强的网络，以数据为中心的网 络，与应用相关的网络。无论是互联网还是传感 器网络均可以说成是现代物联网技术的一种应用。;· 无线传感器网络的应用：无线传感器网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于军 事、环境监测和预测、健康护理、智能家 居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城 市交通、空间探索、大型车间和仓库管理，以及机??、大型工业园区的安全监测等领 域。随着无线传感器网络的深入研究和广 泛应用，它将逐渐深入到人类生活的各个 领域。;物联网：物联网是新一代信息技术的重要组成部 分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联 网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基 础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩 展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何 物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此， 物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设 备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识 别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。;二、无线传感器网络的体系结构;的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点。最后，还能通 过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管 理节点对传感器网络进行配置和管理，发布 监测任务以及收集监测数据。 传感器节点：通常是一个微型的操作系统，它的处理能力、存储能力和通信能力相对较弱通过携带能量有限的电池供电。从网???功能上来看，每个传感器节点兼顾传统网络节点的终端和路由器双重功能。除了进行本地信息采集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合等处;理，同时与其他节点协作完成一些特定任务。目前传感器节点的软硬件技术是无线传感器网络研究的重点！（个人认为，通过这句话我们可以找到目前设计和研究无线传感器网络的突破点） 汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对比较强，它连接传感器网络与 Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，同时发布管理节点的监 测任务，并把收集的数据转发到外部网络 上。汇聚节点既可以是一个具有增强功能 的传感器节点，有足够的能量供给和更多 的内存与计算资源，也可以是没有监测功 能仅带有无线通信接口的特殊网络设备。;二、无线传感器网络节点结构;节点各部分功能如下： 处理器模块：处理器模块是无线传感器网络节点的计算核心，所有的设备控制、任务调度、能量计算和功能协调、通信协议、数据融合和数据转储程序都将在这个模块的支持下完成，所以处理器的选择在传感器节点的设计中至关重要。传感器网络节点的处理器应该 满足如下的要求：外形小，集成度高，功耗低， 运行??度快，足够的外部通用I/O接口和通信接口，成本低，有安全保证。 无线通信模块：传感器网络的数据通 信协议包括物理层、链路层、网络层和应用层。由于传感器网络的特性，主要关心无线通信协 议的物理层和MAC层的技术。无线传感;器网络节点消耗的主要能耗也集中在这个模块中，所以要考虑通信模块的工作模式和收发能耗，这对于降低单个传感器节点的能耗以及延长整个传感器网络的寿命非常关键。 （3）传感器模块：传感器模块主要由各种类型的传感器和AD/DC转换等子模块构成。被监测物理信号的类型决定了传感器单元的类型，而且不同类型的传感器在功能和能耗方面都存在很大差异。可以根据我们感兴趣的物理信号，使用不同类型的传感器进行数据采集，然后传送给处理器模块进行必要的处理。;（4）电源管理模块：电源管理模块不但为传感器节点提供正常工作所必需的能源，同时提供必要的电源管理机制来延长无线传感器网络的寿命。 因此，传感器节点是一个完整的嵌入式系统，要求其各个模块的性能必须是相互协调和高效的，各个模块的选择可以根据实际的应用系统来进行权衡和取舍。;三、无线传感器网络的特点;多跳路由：单节点通信距离有限。如果希望与其通信能力覆盖范围外的节点通信，则需要通过中间节点进行路由。这样每个节点既可以是信息的发起者，也可以是信息的转发着。 网络动态性：节点可以随处移动，也可以随机退出或加入到网络中。网络的拓扑结构总是处在变化中。 网络以数