基于Wi-Fi的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)作為新一代傳感器網(wǎng)絡(luò),正越來越多地應(yīng)用到軍事領(lǐng)域、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等各個領(lǐng)域。因此對于傳統(tǒng)無線傳感器節(jié)點(diǎn)要實(shí)現(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)的高效數(shù)據(jù)傳輸就成為無線傳感器節(jié)點(diǎn)新的挑戰(zhàn)。
　　Wi-Fi作為目前使用比較多的一種短距離無線通信技術(shù)之一,具有傳輸速率快、覆蓋范圍廣、靈活的組網(wǎng)方式、系統(tǒng)安全性高等特點(diǎn),使其在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越廣泛。而且這種基于IP

2、的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠非常方便地與目前企業(yè)和家庭中的以太網(wǎng)進(jìn)行無縫連接,方便用戶使用。
　　本文首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和一些常用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。通過對IEEE802.11/Wi-Fi的協(xié)議結(jié)構(gòu)、工作機(jī)制、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一些常用組網(wǎng)方式的分析,提供了一種采用Wi-Fi無線通信技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。本文的主要工作如下:
　　(1)根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了采用Wi-Fi無線通信技術(shù)

3、的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)硬件平臺。其中,使用TI公司超低功耗微處理器MSP430FR5739作為主控制器,實(shí)現(xiàn)對加速度傳感器和溫度傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理,并通過CC3000超低功耗Wi-Fi模塊實(shí)現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸。
　　(2)設(shè)計(jì)了基于Wi-Fi技術(shù)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)軟件系統(tǒng),其中包括對底層硬件及其接口的驅(qū)動和應(yīng)用程序的開發(fā),實(shí)現(xiàn)對加速度和溫度傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和發(fā)送,以及對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接的建立等。
　　(3)完

4、成對傳感器節(jié)點(diǎn)硬件和軟件的設(shè)計(jì)之后,實(shí)現(xiàn)了對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先傳感器節(jié)點(diǎn)采集加速度和溫度傳感器數(shù)據(jù),并發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),遠(yuǎn)程主機(jī)通過以太網(wǎng)接收到傳感器數(shù)據(jù)后,通過對這些數(shù)據(jù)的解析和處理,從而得到實(shí)時的加速度和溫度值。
　　最后,通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,證明了基于Wi-Fi技術(shù)的傳感器節(jié)點(diǎn)工作正常、能夠準(zhǔn)確地采集傳感器數(shù)據(jù),并成功與TCP/IP服務(wù)器之間建立連接,完成數(shù)據(jù)傳輸。同時,通過對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)性能測試和組網(wǎng)測試,進(jìn)