嵌入式无线传感器网络基础研究

进入二十一世纪以来，高新技术的发展日新月异，多学科交叉领域成为当前研究的热点。MEMS、无线通信、嵌入式系统和传感器技术的发展和融合，推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络是由分布于一定的监控区域内，用于监测特定环境信息的无线传感器网络节点组成的。作为通信，自动化以及计算机领域的一门新技术，无线传感器网络已经在军事国防、城市管理、环境检测、危险区域的远程控制等领域得到了广泛的研究与应用。 为了实现对无线传感器网络定位、组网、路由和能量管理等技术的深入研究，采用嵌入式系统技术设计一种无线传感器网络是十分必要并且可行的。 本文给出了嵌入式无线传感器网络节点的软硬件设计方案。在综合考虑节点性能、功耗、成本等基础上，采用当前流行的ARM系列微处理器芯片AT91SAM7S256，结合射频芯片CC2420、GPRS模块MC39i、温度传感器TMP05和加速度传感器ADXL202实现无线传感器网络节点的硬件设计。采用嵌入式实时操作系统FreeRTOS，TCP／IP协议栈和ZigBee组网协议栈构建节点软件开发平台，设计各个功能模块的驱动和应用程序，实现了节点间的通信、利用GPRS模块进行数据的传输和传感器信号的采集等功能。采用VB.NET设计了数据中心软件用于接收远程无线传感器网络的信息。本文详细地阐述了嵌入式无线传感器网络的总体方案设计、主要功能模块的硬件和软件设计过程。 论文最后对嵌入式无线传感器网络节点各功能模块进行了测试，验证了节点及整个无线传感器网络的性能。本文给出的嵌入式无线传感器网络具有性能高、功耗可控、可升级性等特点，可为无线传感器网络相关技术的深入研究提供平台，为多个领域的应用开发提供参考。