水下傳感器網絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、隨著低功耗無線電通信技術、嵌入式計算技術和微型傳感器等技術的飛速發(fā)展和日益成熟,大量由低成本微型傳感器節(jié)點通過無線自組織方式組成的無線傳感器網絡得到越來越廣泛的應用。無線傳感器網絡是多學科交叉的前沿研究課題,水下傳感器網絡同樣具有極大的研究價值,在軍事、工業(yè)、醫(yī)療、交通和民用諸多方面具有廣闊的應用前景,它已經應用在海洋環(huán)境信息監(jiān)測、海洋污染監(jiān)控、海洋災難預防、水下輔助導航定位、海洋資源勘測、分布式戰(zhàn)術監(jiān)測、水雷偵查和水下目標的探測、跟蹤

2、和定位等領域。
　　 無線傳感器網絡作為一種獨立出現(xiàn)的計算機網絡,它的基本組成單位是傳感器節(jié)點。傳感器節(jié)點的生產過程復雜,芯片、器件、焊接、走線中任何一項出問題都會導致不合格節(jié)點的產生。尤其是水下傳感器節(jié)點,由于其制作工藝復雜,部署環(huán)境特殊,要求其具有更高的質量,建立測試平臺進行傳感器節(jié)點測試具有重要的研究價值和實際意義。
　　 本文研究開發(fā)了水下傳感器網絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng),針對水下傳感器節(jié)點的結構和特點,提出了適用水

3、下傳感器節(jié)點的測試方案,并對網絡協(xié)議模塊、信號處理模塊、功放模塊分別進行測試,通過實際部署和組網測試驗證該試驗室測試系統(tǒng)的有效性,論文的主要研究內容包括:
　　 1.研究水下傳感器網絡節(jié)點的結構和網絡協(xié)議,分析水下傳感器網絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng)開發(fā)的可行性及應用需求,研究水下傳感器網絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng)的主要功能,對水下傳感器網絡節(jié)點試驗室測試系統(tǒng)進行總體設計,給出了水下傳感器網絡模擬系統(tǒng)和PC監(jiān)視配置系統(tǒng)詳細設計。
　　

4、 2.設計了網絡協(xié)議模塊測試方案。對網絡協(xié)議模塊測試分為硬件測試和網絡協(xié)議測試兩部分。其中,硬件測試包括串口測試、并口測試、與PC機連接測試,通過串口小精靈輔助完成。開發(fā)了水下傳感器網絡監(jiān)控平臺作為網絡協(xié)議測試工具,進行網絡協(xié)議測試,并通過組網測試對網絡協(xié)議模塊進行綜合測試。
　　 3.提出了信號處理模塊測試方法,給出了信號處理模塊測試軟、硬件詳細設計。信號處理模塊測試主要測試信號經過信號處理模塊之后,信息是否正確。在信號處理模

5、塊中信號要經過抽取特征信號、濾波、去干擾、分析、綜合、變換和運算等處理,因此,本文對于信號處理模塊的域變換、濾波處理、分頻處理、數(shù)模轉換等功能的測試進行了設計。
　　 4.介紹了功放模塊測試步驟,先描述了功放測試性能指標,然后進行了功放模塊測試軟硬件設計。本文還詳細介紹了模擬信號發(fā)生器的設計,由于在水聲環(huán)境中進行通信實驗工作復雜、難度大,發(fā)生錯誤難以調試,采用模擬信號發(fā)生器代替換能器產生模擬信號,以模擬水聲環(huán)境,進行相應的測試工