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近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术得到了国内外的广泛关注,相关理论与应用的研究在科研院所纷纷展开。尤其在军事、环境、交通、医疗等领域的监测应用场合,以WSN技术为基础的监测系统有广阔的应用前景。本课题主要针对德国马德格堡莱布尼兹神经生物学研究所(LeibnizInstitute for Neurobiology)的仪器环境监测要求进行设计研究。具体要求包括:对分布在不同位置的仪器环境进行多点监测;监测参数为仪器的温度和溶液溢出情况;监测GSM网络进行实时报告和控制。 本文设计了一种以WSN技术为基础架构的监测系统。系统包括多个用于监测的传感器节点、用于汇总监测信息并完成转发及控制功能的汇聚节点和用于接收监测结果的GSM终端。系统硬件平台以MSP430单片机做为处理器核心,TC35模块做为短消息无线收发器,nRF905模块做为监测节点之间的无线收发器设计实现。软件方面根据具体需求设计了汇聚节点与GSM终端的通信协议,采用算术平均值滤波的软件数字滤波方法实现了溶液溢出监测。对传感器节点间的通信协议进行了研究,分析了一种多节点通信的信道共享协议CSMA并对其吞吐量进行建模仿真,研究了MAC层和应用层的帧格式以及不同应用层之间的协议转换。 系统实际调试中,测试通过了系统监测结果的远程报告,监测系统的远程配置功能。预定报警温度和水浸灵敏度达到了设计要求。 系统实现了在生物实验室环境中对温度和水浸的监测及远程监控,在WSN技术的监测应用方面具有实用价值。