基于TinyOS的無線電子鼻傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的就是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知的對象，并發(fā)送給觀察者。論文綜述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、電子鼻的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的相關(guān)理論及關(guān)鍵技術(shù)、傳感器節(jié)點技術(shù)以及IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，主要對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在硬件、軟件開發(fā)工具TinyOS以及具體的軟件設(shè)計方面進(jìn)行了深入研究

2、，并完成基于氣敏傳感器的無線電子鼻傳感器節(jié)點是實現(xiàn)。
　　論文在傳感器節(jié)點硬件設(shè)計上進(jìn)行了模塊化電路設(shè)計，重點討論了基于MSP430F149、ATmega128L的處理器模塊設(shè)計，CC2420的無線通信模塊設(shè)計，詳述了CC2420與各處理器之間接口引腳使用。針對于Sink傳感器節(jié)點接入接口探討了RS232和USB兩種接口設(shè)計方案，其中通過FT2232C芯片實現(xiàn)串口到USB接口轉(zhuǎn)換，簡述了電源供應(yīng)模塊和傳感器供電開關(guān)切換應(yīng)用電路，最

3、終以ATmega128L+CC2420進(jìn)行了傳感器節(jié)點PCB設(shè)計，完成傳感器節(jié)點在硬件設(shè)計上的實現(xiàn)。
　　論文在進(jìn)行傳感器節(jié)點的軟件設(shè)計之前首先研究了源代碼開放的專用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的微型嵌入式操作系統(tǒng) TinyOS，探究了TinyOS操作系統(tǒng)組件模型、通信模型、事件驅(qū)動機(jī)制與并發(fā)模型以及內(nèi)核的調(diào)度機(jī)制和策略以及不足。深入了解TinyOS操作系統(tǒng)是進(jìn)行良好傳感器節(jié)點程序設(shè)計的基礎(chǔ)。針對具體的無線電子鼻程序設(shè)計詳細(xì)分析了Tiny

4、OS程序設(shè)計mian函數(shù)入口、基于TinyOS的幾種傳感器節(jié)點消息數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，具體的分析了傳感器節(jié)點無線通信模塊無線收發(fā)流程和串口通信模塊、ADC模塊程序?qū)崿F(xiàn)過程。研究了基于TinyOS的多跳組件，詳述了基于最小跳數(shù)的路由算法，分析了傳感器節(jié)點在路由過程中鏈接質(zhì)量估計、鄰居節(jié)點數(shù)據(jù)表管理的實現(xiàn)和問題，以及具體實現(xiàn)多跳通信協(xié)議執(zhí)行框架中父節(jié)點選擇、循環(huán)回路探測、重復(fù)數(shù)據(jù)包剔除等問題，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)基于最小跳數(shù)算法的節(jié)點多跳通信。