無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速,基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品日益成熟和豐富。媒體接入控制(Medium Access Control,MAC)器作為無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的重要組成部分,是構(gòu)建無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。因此研究基于IEEE802.15.4協(xié)議的MAC控制器對(duì)推動(dòng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的普及應(yīng)用具有重要的意義。
　　 論文首先比較了MAC協(xié)議的軟件實(shí)現(xiàn)方式和硬件實(shí)現(xiàn)方式,簡(jiǎn)述了硬件實(shí)現(xiàn)MAC協(xié)議的優(yōu)勢(shì)；在技術(shù)調(diào)研基

2、礎(chǔ)上制定了基于IEEE802.15.4協(xié)議的MAC控制器的基本結(jié)構(gòu),確定了MAC控制器的主要功能。然后使用Verilog硬件描述語(yǔ)言完成MAC控制器的設(shè)計(jì),采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法,該MAC控制器主要?jiǎng)澐譃槠叽竽K。免沖突載波檢測(cè)多路接入(CSMA／CA)算法模塊實(shí)現(xiàn)了IEEE802.15.4 MAC協(xié)議的信道訪問機(jī)制?？删幊坛瑤Y(jié)構(gòu)模塊實(shí)現(xiàn)了超幀結(jié)構(gòu),并能根據(jù)配置的參數(shù)調(diào)整超幀結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)器模塊用于緩存發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊的功能是

3、將發(fā)送FIFO中的數(shù)據(jù)組幀并串行發(fā)送。數(shù)據(jù)接收模塊完成了幀定界符檢測(cè)、幀數(shù)據(jù)接收、幀解析及地址匹配檢有功能。主控模塊用來產(chǎn)生CSMA／CA算法模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、數(shù)據(jù)接收模塊的控制信號(hào),完成自動(dòng)應(yīng)答及重傳功能。接口模塊是一個(gè)SPI從機(jī)設(shè)備,用于微處理器對(duì)MAC控制器的寄存器配置。
　　 在完成RTL級(jí)設(shè)計(jì)后,對(duì)MAC控制器進(jìn)行模塊級(jí)仿真和系統(tǒng)級(jí)仿真。設(shè)計(jì)MAC控制器電路的FPGA測(cè)試平臺(tái),對(duì)MAC控制器進(jìn)行了FPGA驗(yàn)證。結(jié)果表