【摘 要】
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近年来,随着传感器技术的不断发展,分布式处理技术的日益成熟,结合嵌入计算技术与通信技术的快速进步,无线传感网的发展越发强劲。越来越多的科研人员正投身于传感器网络的研
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近年来,随着传感器技术的不断发展,分布式处理技术的日益成熟,结合嵌入计算技术与通信技术的快速进步,无线传感网的发展越发强劲。越来越多的科研人员正投身于传感器网络的研究当中。然而目前国内研究阶段的大多数的无线传感器节点在实际的应用中存在一些限制和约束,如通信能力不佳,处理性能薄弱,开发方式落后,使其无法应对日益复杂的应用要求。针对以上问题,本文从硬件和软件两个方面着手解决。硬件上,经过合理的硬件芯片选型搭建了一个传感器硬件节点平台,采用微控制器MSP430F5419A作为节点的核心处理模块,以提高节点的计算处理能力;为了有效提高传感器节点的无线通信能力,实现远距离的无线传输,选择发射功率大,接收灵敏度高,且能够工作于780MHz的AT86RF212作为无线射频模块;以SHT11、TSL2561作为节点的温湿度和光照度采集模块实现灵敏可靠的数据采集。在此基础上对各个模块进行了详细的电路设计;面对硬件编程复杂,开发效率低的问题,提出将TinyOS无线传感器网络操作系统应用于节点之上,针对TinyOS相应地移植了各硬件模块的驱动代码,分析研究了系统提供的网络服务和网络协议。基于上述TinyOS平台,统一编写了汇聚节点与传感器节点的应用程序,实现了数据的采集和多跳传输。同时,使用Python和QT编写了上位机软件与用户交互,实现了采集数据的展示和告警。最后,在实际环境中测试了该节点的数据采集功能、无线传输性能以及网络性能,表明其可以切实实现灵敏可靠的信息采集,具有较远的无线传输距离和较强的网络自组织自愈能力。
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