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半导体技术、传感器技术、嵌入式技术以及通信技术的飞速发展,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展,并得到了越来越广泛的应用。
论文通过对无线传感器网络技术的研究,设计了一种基于无线传感器网络技术的环境参数监测系统,包括其硬件结构和软件流程。无线传感器网络由无数传感器节点构成,每个节点中微处理器通过控制无线通信单元实现数据的无线收发,从而完成数据的采集、存储。上位机(Sink)节点还加入了由TC35i及其外围电路构成的GSM MODEM 通信单元,通过该通信单元可以实现上位机(Sink)节点与GSM 网络用户的通信,从而实现报警和远程监测功能。
论文通过分析无线传感器网络的功耗特点和数据传输准确性等问题,选择了一种双频通信机制下的应答式定时数据发送方法。所有节点按照事先设定好的时间依次顺序地同上位机(Sink)节点进行通信。这样,在某一时刻网络中最多只有两个节点在完全工作,其它的节点会工作在待机模式。在通信过程中采用应答模式,源节点通过低频信号呼叫目的节点,在得到响应回答后使用高频信号进行数据通信。通信过程中,源节点在发送数据前先对数据进行特征提取并将特征加入到发送数据帧中,在目的节点接收到数据后使用同样的方法进行数据特征提取,然后和收到的特征相比对,如果一致则向源节点发送通信成功信号,源节点只有在收到通信成功信号后才认定本次通信完成。如果没有收到目的节点回复的通信成功信号,源节点则会在一定的时间间隔后重新发送数据。这种机制较为全面地考虑了无线传感器网络的低功耗问题和数据传输准确性问题,通过实验证明是一种可行的方法。
论文所设计的系统具有结构简单、成本低、功耗低、可移植性强等特点,适用于对野外或其它不便于铺设线缆的地区进行数据的采集及远程监测。