無線傳感器網絡MAC層控制器的設計.pdf

1、近年來,無線傳感器網絡發(fā)展迅速,基于IEEE802.15.4標準的無線傳感器網絡產品日益成熟和豐富。媒體接入控制(Medium Access Control,MAC)器作為無線傳感器節(jié)點的重要組成部分,是構建無線傳感網絡的基礎。因此研究基于IEEE802.15.4協議的MAC控制器對推動無線傳感網絡的普及應用具有重要的意義。
　　 論文首先比較了MAC協議的軟件實現方式和硬件實現方式,簡述了硬件實現MAC協議的優(yōu)勢；在技術調研基

2、礎上制定了基于IEEE802.15.4協議的MAC控制器的基本結構,確定了MAC控制器的主要功能。然后使用Verilog硬件描述語言完成MAC控制器的設計,采用自頂向下的設計方法,該MAC控制器主要劃分為七大模塊。免沖突載波檢測多路接入(CSMA／CA)算法模塊實現了IEEE802.15.4 MAC協議的信道訪問機制?？删幊坛瑤Y構模塊實現了超幀結構,并能根據配置的參數調整超幀結構。存儲器模塊用于緩存發(fā)送和接收數據。數據發(fā)送模塊的功能是

3、將發(fā)送FIFO中的數據組幀并串行發(fā)送。數據接收模塊完成了幀定界符檢測、幀數據接收、幀解析及地址匹配檢有功能。主控模塊用來產生CSMA／CA算法模塊、數據發(fā)送模塊、數據接收模塊的控制信號,完成自動應答及重傳功能。接口模塊是一個SPI從機設備,用于微處理器對MAC控制器的寄存器配置。
　　 在完成RTL級設計后,對MAC控制器進行模塊級仿真和系統(tǒng)級仿真。設計MAC控制器電路的FPGA測試平臺,對MAC控制器進行了FPGA驗證。結果表